Конструкция термоэлектрических термометров

Для удобства применения термоэлектрический термометр специальным образом армируется.

При этом преследуются следующие цели:

- электрическая изоляция термоэлектродов;

- защита термоэлектродов от вредного воздействия измеряемой и окружающей сред;

- защита термоэлектродов и зажимов выводов термоэлектродов от загрязнений и механических повреждений;

- придание термоэлектрическому термометру необходимой механической прочности;

- обеспечение удобства монтажа на технологическом оборудовании и удобства подключения соединительных проводов.

На рис. 6.11 показано устройство термоэлектрического термометра.

Рис. 6.11. Устройство термоэлектрического термометра

Термоэлектроды 1 расположены так, что их спай 2 касается защитного чехла 3. На термоэлектроды надеты изоляционные бусы 4. На конце защитного чехла крепится головка термометра 5. В головке расположена колодка 6 с зажимами 7 для термоэлектродов и соединительных проводов 8.

Рабочий спай термоэлектрического термометра чаще всего изготавливается путем сварки, в отдельных случаях применяют пайку, а для вольфрамрениевых термометров – скрутку. В отдельных конструкциях термоэлектроды приваривают к защитному чехлу.

Электрическая изоляция термоэлектродов осуществляется материалами, сохраняющими свои изоляционные свойства при соответствующих температурах и не загрязняющими термоэлектроды. Наибольшее распространение при температурах до 1300 °C получили фарфоровые одно- и двухканальные трубки и бусы, для более высоких температур применяются бусы из окиси алюминия и из других изоляционных материалов.

Для защиты термоэлектродов от воздействия измеряемой среды их помещают в защитный чехол из газонепроницаемых материалов, выдерживающих необходимые высокие температуры и давления среды. Защитные чехлы для температур до 1000 °C изготавливают из различных марок стали. При более высоких температурах применяются специальные чехлы из тугоплавких соединений, например, из диборида циркония с молибденом для измерения температуры стали, чугуна и восстановительной газовой среды до 2200 °C. Для измерения расплавленного стекла и окислительной газовой среды до 1700 °C применяются чехлы из дисилицида молибдена.

Большинство конструкций защитной арматуры термоэлектрических термометров в настоящее время унифицировано. Они отличаются в основном конструкцией защитных чехлов, рассчитанных на различные давления, и конструкцией штуцеров. Внешний вид некоторых серийно изготавливаемых термоэлектрических термометров представлен на рис. 6.12.

Рис. 6.12. Внешний вид некоторых термоэлектрических термометров

Большое распространение в последнее время получают термоэлектрические термометры кабельного типа.

Они представляют собой два термоэлектрода, помещенные в тонкостенную оболочку (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Устройство термометров кабельного типа:
а – с изолированным спаем; б – с неизолированным спаем

Пространство между термоэлектродами и оболочкой заполняется специальной изолирующей засыпкой (порошок MgO или Аl₂O₃). Оболочка изготавливается из нержавеющей или жаропрочной стали. Наружный диаметр оболочки от 0,9 до 7,2 мм, длина до 25 м. Масса термометров ТХК, ТХА – от 0,18 до 9,2 кг. Тепловая инерция – от 5 до 500 с.

Выпускаются хромель-алюмелевые и хромель-копелевые термопреобразователи с изолированным (см. рис. 6.13, а) и неизолированным (см. рис. 6.13, б) спаями.

Они применяются в интервале температур от минус 50 до 900 °C (в оболочке из жаропрочной стали – до 1100 °C) при давлении до 40 МПа.

Термопарный кабель за счет высокой плотности заполнения периклазом выдерживает изгиб на 180° вокруг цилиндра диаметром, равным пятикратному диаметру кабеля. Например, кабель диаметром 3 мм можно навить на трубу диаметром 15 мм. При этом не происходит замыкания электродов между собой или с оболочкой.

Существенным преимуществом термометров кабельного типа является их радиационная стойкость, позволяющая им работать в энергетических реакторах АЭС, а также повышенная стойкость к тепловым ударам, вибрации и механическим нагрузкам.

Дата добавления: 2014-01-03