الحرارية(محول كهربائي حراري) - جهاز يستخدم لقياس درجة الحرارة في الصناعة ، والبحث العلمي ، والطب ، وأنظمة التشغيل الآلي.

الغرض الرئيسي من المزدوجات الحرارية هو قياس درجة الحرارة. درجة الحرارة هي كمية فيزيائية تميز كميًا قياس متوسط ​​الطاقة الحركية للحركة الحرارية لجزيئات الجسم أو المادة. من تحليل تعريف درجة الحرارة ، يمكننا أن نستنتج أن هذه الكمية المادية لا يمكن قياسها مباشرة. يمكنك الحكم على التغير في درجة حرارة جسم ما عن طريق تغيير الخصائص الفيزيائية الأخرى لهذا الشيء (على سبيل المثال ، الحجم ، الضغط ، المقاومة الكهربائية ، EMF الحراري ، كثافة الإشعاع ، إلخ).

لضمان توحيد قياسات درجة الحرارة ، تم اعتماد مقياس درجة الحرارة العملي الدولي MPTS-68 كمعيار دولي في عام 1968 (في الوقت الحالي ، المعيار هو الإصدار المحدث من المقياس في عام 1990 - ITS-90 (ITS-90) ، باستخدام كنقاط مرجعية (مرجعية) لدرجة الحرارة للتغير في الحالة الإجمالية لبعض المواد التي يمكن إعادة إنتاجها. بالإضافة إلى ذلك ، يحدد المعيار أنواع أدوات القياس المرجعية في نطاق درجة الحرارة بأكمله. 90 معطى في الجدول 1.

اعتمادًا على نطاق درجات الحرارة المقاسة ، يتم تمييز مجموعتين رئيسيتين من طرق القياس: التلامس (قياس الحرارة المناسب) وعدم الاتصال (قياس الحرارة أو قياس الحرارة بالإشعاع). تستخدم طرق عدم الاتصال ، كقاعدة عامة ، لقياس درجات الحرارة العالية جدًا. يشير قياس درجة الحرارة باستخدام المزدوجات الحرارية إلى طريقة قياس الاتصال.

يعتمد مبدأ تشغيل المزدوجات الحرارية على التأثير الكهروحراري أو تأثير سيبيك. تشمل مزايا المزدوجات الحرارية كوسيلة لقياس درجة الحرارة دقة عالية في قياس قيم درجة الحرارة ، ونطاق قياس كبير لدرجة الحرارة ، وبساطة تصميمها وموثوقيتها.

يتم تصنيف المزدوجات الحرارية وفقًا للمواد التي صنعت منها ، بالإضافة إلى فئة الدقة (التسامح) (انظر الفصل 4 ، الفقرة 3).

الفصل 1 جهاز مزدوج الحرارية

§1 مبدأ تشغيل المزدوج الحراري. تأثير سيبيك

يعتمد مبدأ تشغيل المزدوجات الحرارية على التأثير الكهروحراري. تم اكتشاف ظاهرة الكهرباء الحرارية من قبل الفيزيائي الألماني تي سيبيك في عام 1821 وسميت أيضًا بتأثير سيبيك.

يكون تأثير Seebeck كما يلي: إذا قمت بتوصيل موصلين (قطبين حراريين) من معادن أو سبائك غير متشابهة بطريقة تشكل دائرة كهربائية مغلقة (الشكل 1) ، ثم تحافظ على نقاط الاتصال (التقاطعات) عند درجات حرارة مختلفة، ثم تتدفق الدائرة العاصمة. الدائرة التي تتكون من موصلين مختلفين فقط (أقطاب كهربائية حرارية) تسمى المزدوجة الحرارية أو المزدوجة الحرارية.

تسمى القوة الدافعة الكهربائية التي تسبب تيارًا في الدائرة بـ Seebeck thermo-EMF ، وفي التقريب الأول ، تعتمد فقط على مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية وفرق درجة الحرارة بين الوصلات.

تم الاتفاق على اعتبار القطب الحراري ، الذي يتدفق من خلاله التيار من الوصلة الساخنة إلى الوصلة الباردة ، موجبًا ، من بارد إلى ساخن - سلبي. عند تعيين مزدوج حراري ، على سبيل المثال ، А (مزدوج حراري كروميل ألوميل) ، يشار إلى مادة القطب الموجب في المقام الأول في الاسم ، ويكون القطب السالب في الثاني.

وبالتالي ، من خلال معرفة درجة حرارة تقاطع واحد (عادةً ما تظل ثابتة ، على سبيل المثال ، تساوي 0 درجة مئوية) وقياس التيار أو الجهد في الدائرة ، يمكن للمرء أن يحدد بشكل لا لبس فيه درجة الحرارة غير المعروفة للتقاطع الآخر.

تجدر الإشارة إلى أن قيمة EMF الحرارية هي ملي فولت عند اختلاف درجة الحرارة 100 كلفن (173.15 درجة مئوية) ودرجة حرارة الوصلة الباردة 0 درجة مئوية (على سبيل المثال ، يعطي زوج النحاس الثابت 4.25 ملي فولت ، البلاتين البلاتيني -روديوم - 0.643 ميغا فولت).

§2 ترمومتر حراري. تصاميم المزدوجة الحرارية

من الأصح القول إن درجة الحرارة لا تُقاس بمزدوجة حرارية ، بل بميزان حراري كهربي. العنصر الحساس لميزان الحرارة هذا هو مزدوج حراري ؛ الكمية الحرارية - EMF الحرارية التي تحدث في مزدوج حراري ؛ خاصية قياس الحرارة - التغيير في emf الحراري مع تغير درجة الحرارة ؛

العوامل الرئيسية التي يعتمد عليها تصميم المزدوجة الحرارية هي ظروف التشغيل. عند تصميم محول حراري حراري واحد أو آخر ، يتم أخذ عوامل مثل حالة تجميع المادة المراد قياس درجة حرارتها ، و "عدوانية" البيئة الخارجية ، ونطاق درجات الحرارة المقاسة ، والقصور الذاتي الحراري ، وغيرها.

يمكن تمييز ميزات التصميم التالية للمزدوجات الحرارية:

• يتم توصيل طرفي قطبين حراريين ببعضهما البعض عند نقطة واحدة ، مما يشكل تقاطع عمل. يحدث الاتصال ، كقاعدة عامة ، باستخدام اللحام بالقوس الكهربائي ، ويتم لف الأقطاب الحرارية معًا قبل اللحام. في حالات خاصة ، يمكن استخدام اللحام بالنحاس بدلاً من اللحام. غالبًا ما يتم توصيل الأقطاب الكهربائية الحرارية المصنوعة من معادن مقاومة للصهر ، على سبيل المثال ، في التنغستن - الرينيوم أو المزدوجات الحرارية التنغستن - الموليبدينوم ، فقط عن طريق التواء دون مزيد من اللحام.
• يجب أن تكون الأقطاب الكهربائية مترابطة فقط في تقاطع العمل. بالنسبة لبقية الطول ، يلزم عزلها الكهربائي عن بعضها البعض.
• تعتمد طريقة عزل الأقطاب الكهربائية الحرارية على الحد الأعلى لدرجة الحرارة لاستخدام مقياس الحرارة الكهروحراري. إذا كان الحد المحدد لا يتجاوز 100-120 درجة مئوية ، فيمكن استخدام أي عزل ، بما في ذلك عزل الهواء. عند درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية ، يتم إجراء العزل باستخدام أنابيب أو خرز من البورسلين ذات قناة واحدة أو قناتين. في درجات الحرارة المرتفعة ، تتدهور خصائص العزل الكهربائي للخزف البيرومتري بشكل كبير ، ويخفف. في هذا الصدد ، في درجات حرارة أعلى ، يتم استخدام أنابيب مصنوعة من أكسيد الألومنيوم (حتى 1950 درجة مئوية) وأكسيد المغنيسيوم وأكسيد البريليوم وثاني أكسيد الثوريوم وثاني أكسيد الزركونيوم (فوق 2000 درجة مئوية).
• اعتمادًا على الوسيط الذي يتم فيه قياس درجة الحرارة ، قد يكون للمزدوجة الحرارية أنبوب حماية خارجي بنهاية مغلقة. يمكن أن يكون هذا الأنبوب معدنًا أو سيراميك أو سيرميت. يجب أن يضمن الاستقرار الميكانيكي لميزان الحرارة الكهروحراري ، وغياب الضغط الميكانيكي على الأقطاب الكهربائية الحرارية ، والعزل المائي ، وفي بعض الحالات ضيق الترمومتر. يجب أن تتحمل مادة غلاف الأنبوب الواقي البقاء لفترة طويلة عند درجة حرارة الحد الأعلى لاستخدام تصميم المزدوج الحراري هذا ، كما يجب أن تكون مقاومة كيميائيًا للوسط الذي يتم فيه إجراء القياسات ، ولها موصلية حرارية جيدة. يجب أن يكون غلاف الأنبوب الواقي محكم الغلق ولا يتأثر بالتغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.

يوضح الشكل 2 أحد خيارات تصميم المزدوجات الحرارية.

تصنيف أنواع البناء الحرارية
حسب الغرض وظروف التشغيل:

• غاطسة.
• سطحي.

من خلال وجود الغطاء الواقي ومادة:

• مصنعة بدون غطاء ؛
• مع علبة فولاذية (تصل إلى 600 درجة مئوية) ؛
• بغطاء مصنوع من سبيكة خاصة مقاومة للحرارة (حتى t ≈ 1000-1100 ° C) ؛
• مع غطاء من الخزف (حتى تي ≈ 1300 درجة مئوية) ؛
• بغطاء مصنوع من سبائك حرارية (t ≈ 2000 ° C وأكثر).

وفقًا لتصميم تركيب المزدوج الحراري في موقع التثبيت:

• مع تركيب ثابت
• مع تركيب متحرك
• مع شفة متحركة.

من حيث الحماية من البيئة الخارجية من جانب الاستنتاجات:

• برأس عادي
• مع رأس مقاوم للماء
• مع إنهاء خاص لنهايات الرصاص (بدون رأس).

بالحماية من البيئة المقاسة:

• محمية من تأثير البيئات غير العدوانية والعدوانية ؛
• غير محمي (يستخدم عندما لا يكون للوسيط المقاس تأثير ضار على الأقطاب الكهربائية الحرارية).

عن طريق الضيق ، مصممة ل ضغط مرتفعالوسط المقاس:

• راشح؛
• مختومة ، مصممة للعمل في مختلف الضغوط ودرجات الحرارة المشروطة.

بمقاومة الإجهاد الميكانيكي:

• مقاومة للاهتزاز
• مقاومة الصدمة؛
• عادي.

حسب عدد المناطق التي يجب التحكم في درجة الحرارة فيها:

• منطقة واحدة
• متعدد المناطق.

حسب درجة القصور الذاتي الحراري:

• مع القصور الذاتي العالي - ما يصل إلى 3.5 دقيقة ؛
• مع خمول متوسط ​​- ما يصل إلى دقيقة واحدة ؛
• خمول منخفض - ما يصل إلى 40 ثانية ؛
• مع القصور الذاتي غير الطبيعي.

يمكن أن يختلف طول جزء العمل للمزدوج الحراري: من 120 إلى 1580 مم للمحولات الكهروحرارية أحادية المنطقة ، وحتى 20000 مم للمحولات متعددة المناطق.

§3 أسلاك التمديد (التعويض) للمزدوجات الحرارية

وفقًا لمبدأ تشغيل المزدوج الحراري ، الموصوف في الفصل 1 ، الفقرة 1 ، يجب أن تكون الأطراف الحرة للمزدوجة الحرارية (الوصلة الباردة) عند درجة حرارة ثابتة ، ويفضل أن تكون قريبة من 0 درجة مئوية. يتم توصيل أسلاك التوصيل بهذه الأطراف ، والتي تذهب إلى جهاز القياس. إذا كانت الأطراف الحرة موجودة في رأس مقياس حرارة كهروحراري (انظر الشكل 2) ، فإن هذا الشرط مستحيل عمليًا. يمكن أن يكون رأس مقياس الحرارة في درجات حرارة عالية جدًا ، ويمكن أن تتغير درجات الحرارة هذه أيضًا بسبب التغيرات في حالة البيئة التي يتم فيها إجراء القياسات. كما أنه ليس من الممكن دائمًا وضع أداة القياس بالقرب من المزدوجة الحرارية. وبالتالي ، هناك حاجة لإزالة نقاط اتصال جهاز القياس (الأطراف الحرة للمزدوجة الحرارية) من المكان المباشر لقياس درجة الحرارة. يتم حل هذه المشكلة بمساعدة أسلاك التعويض (التمديد).

يوضح الشكل 3 مخططًا لدائرة كهروحرارية ، يتم الحصول عليه في وجود أسلاك التمديد.

الأسلاك التي تفي بالشرط EAB (T 1 ؛ T 0) = ECD (T 1 ؛ T 0) تسمى التمديد (التعويض). هذه الأسلاك ، المتصلة بالأقطاب الكهربائية الحرارية وأسلاك التوصيل ، تتطور عند درجات حرارة منخفضة (لا تزيد عن 100-150 درجة مئوية) حراري EMF يساوي EMF الحرارية لمزدوجة حرارية. الغرض الرئيسي من الأسلاك التعويضية هو توجيه الأطراف الحرة للمزدوجة الحرارية إلى منطقة ذات درجة حرارة معروفة وثابتة.

كمثال ، فكر في الازدواج الحراري البلاتيني والروديوم والبلاتيني (TPP). بالنسبة لهذه المزدوجة الحرارية ، يتم استخدام الأسلاك المصنوعة من النحاس وسبائك النحاس والنيكل (0.6٪ Ni + 99.4٪ Cu) كأسلاك تمديد. في T 1 \ u003d 100 ° C و T 0 \ u003d 0 ° C ، يطورون نفس EMF الحراري مثل البلاتين والروديوم مع البلاتين - 0.64 mV. في هذه الحالة ، سيسمح استخدام أسلاك التمديد باستخدام كمية أقل من البلاتين والروديوم والبلاتين الغاليين.

يظهر هيكل الأسلاك التعويضية في الشكل 4.

§4 المصادر الرئيسية لأخطاء القياس باستخدام المزدوجات الحرارية

يتم إجراء أي قياس بدقة معينة. تعتمد دقة القياس على الطريقة والظروف الخارجية وحالة أدوات القياس وبعض العوامل الأخرى. فيما يلي المصادر الرئيسية للخطأ في قياسات درجة الحرارة باستخدام المزدوجات الحرارية.

• التغيير في EMF الحراري أثناء تشغيل مزدوج حراري. تسمى هذه الظاهرة عدم الاستقرار الكهروحراري لسبائك القطب الحراري. لقد ثبت أنه أثناء التشغيل ، تقوم جميع سبائك الإلكترود الحراري بتغيير EMF الحراري ، مما يؤدي إلى تغيير في قراءات المزدوجة الحرارية. في درجات حرارة منخفضة نسبيًا أو أثناء التشغيل قصير المدى ، قد تكون التغييرات في EMF الحرارية غير مهمة ولا تزيد من خطأ القياس. في درجات الحرارة المرتفعة أو التشغيل طويل الأمد للمزدوجات الحرارية ، يمكن أن يصل عدم الاستقرار إلى قيم كبيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في دقة القياس. الأسباب الرئيسية التي تسبب عدم الاستقرار الكهروحراري هي: تفاعل الأقطاب الكهربائية الحرارية مع بيئة؛ تفاعل الأقطاب الكهربائية مع المواد العازلة والحماية ؛ تفاعل الأقطاب الكهربائية الحرارية مع بعضها البعض ؛ العمليات الداخلية التي تحدث في سبائك القطب الحراري تحت التغيرات في درجات الحرارة ، والتعرض للإشعاع ، والمجالات الكهرومغناطيسية ، والضغط العالي.
• يمكن أن تتأثر دقة القياس بمقاومة العزل للأقطاب الكهربائية الحرارية. تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، يمكن أن تنخفض المقاومة الكهربائية لعزل الأقطاب الكهربائية الحرارية ، وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى تشويه كبير في قراءات المزدوجة الحرارية.
• يمكن أن يؤدي الاختيار غير الصحيح لجهاز القياس إلى حدوث أخطاء في القياس. مع انخفاض قطر الأقطاب الكهربائية الحرارية ، تزداد المقاومة المحددة (المقاومة لكل وحدة طول) للدائرة. لوحظ نفس التأثير مع زيادة درجة الحرارة. إذا كانت مقاومة إدخال العداد لا تتطابق مع مقاومة الدائرة المتصلة ، فقد تحدث أخطاء قياس كبيرة.
• يمكن أن يكون سبب حدوث الأخطاء هو التغير في درجة حرارة الأطراف الحرة للمزدوجة الحرارية. قد تتغير درجة الحرارة هذه أثناء القياس أو قد تختلف عن درجة حرارة الأطراف الحرة أثناء معايرة المزدوجة الحرارية.
• يمكن أن يحدث خطأ في القياس لأن الأقطاب الكهربائية الحرارية لها قيم حرارية EMF مختلفة على طولها. تسمى هذه الظاهرة عدم التجانس الكهروحراري لسبائك القطب الحراري وتحدث بسبب عدم تجانس الخصائص الفيزيائية للمعادن والسبائك التي تصنع منها أقطاب المزدوجة الحرارية. يرجع عدم تجانس الخصائص الفيزيائية إلى التقلبات في تكوين وبنية المواد. يمكن أن تكون أسباب هذه التقلبات هي الإشعاع المشع ، والتأثيرات الميكانيكية أو الكهرومغناطيسية على الأقطاب الكهربائية نفسها أو قطع العمل التي صنعت منها ، والتفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء تصنيع أو تشغيل الأقطاب الكهربائية المزدوجة الحرارية.
• أخطاء في تحديد خصائص معايرة المزدوجات الحرارية المرجعية.
• انحراف خصائص معايرة المزدوجات الحرارية عن جدول المعايرة القياسي.

الفصل 2 أنواع المزدوجات الحرارية ومعلماتها

§1 ازدواج حراري كروميل ألوميل (TXA)

أحد أكثر المزدوجات الحرارية شيوعًا المستخدمة في الصناعة والبحث. يسمح لك بقياس درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية لفترة طويلة وحتى 1300 درجة مئوية لفترة قصيرة. تستخدم أيضًا لقياس درجات الحرارة المنخفضة حتى -200 درجة مئوية (70 كلفن). تم تصميم الازدواج الحراري الكروميل-ألوميل للتشغيل في البيئات الخاملة والمؤكسدة ؛ يمكن استخدامها للقياسات في الهيدروجين الجاف ولفترات قصيرة في الفراغ. السمة الكهروحرارية لهذه المزدوجة الحرارية خطية تقريبًا ، وتبلغ الحساسية حوالي 40 µV / ° C. تعتبر المزدوجة الحرارية المصنوعة من الكروم والألوميل هي الأكثر ثباتًا من بين الأنواع الأخرى من المزدوجات الحرارية تحت ظروف تشعيع المفاعل.

تشمل عيوب هذه المزدوجة الحرارية الحساسية العالية لتشوه الأقطاب الكهربائية الحرارية وعدم الاستقرار القابل للانعكاس في EMF الحراري.

يتم إنتاج المزدوجة الحرارية XA وفقًا لـ GOST 3044-84 ، سلك القطب الحراري لهذه المزدوجة الحرارية - GOST 1790-77 وعدد من المواصفات.
تستخدم هذه المزدوجة الحرارية لقياس درجة الحرارة في الأفران الصناعية ، وأجهزة التسخين ، ومعدات الطاقة ، وكذلك في مجموعة متنوعة من المعدات العلمية والأدوات المختبرية.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
في المزدوجة الحرارية XA ، القطب الموجب عبارة عن سلك مصنوع من الكروم سبائك النيكل NH 9.5 (GOST 492-2006) ، القطب السالب عبارة عن سلك مصنوع من سبائك النيكل ألوميل NMtsAK 2-2-1 (GOST 492-2006).

بيئة العمل الموصى بها
تم تصميم الازدواج الحراري الكروميل الالوميل لقياس درجة الحرارة في الأوساط المؤكسدة والخاملة. يجب أن يكون محتوى الأكسجين (O2) في البيئة المؤكسدة 2-3٪ على الأقل أو يجب استبعاد وجوده عمليًا. خلاف ذلك ، يزداد الأكسدة الانتقائية للكروم بشكل حاد في الكروم ، وينخفض ​​تركيزه ، مما يؤدي إلى تغيير كبير في الانخفاض في EMF الحراري لهذه السبيكة. يمكن أيضًا استخدام المزدوجة الحرارية XA في جو مختزل أو متغير الأكسدة والاختزال إذا كان لها غطاء واقي موثوق (انظر الفصل 1 الفقرة 2).

العزلة والحماية
يمكن استخدام المواد التالية كمواد عازلة للمزدوجة الحرارية المصنوعة من الكروم والألوميل: البورسلين ، والأسبستوس ، والألياف الزجاجية ، والكوارتز ، والمينا ، والأكاسيد عالية المقاومة للحرارة.

توصيات التشغيل
الأسباب الأكثر شيوعًا لفشل الازدواج الحراري للكروميل والألوميل هي: تدمير القطب الحراري للألوميل بسبب تآكله وتقصفه بين البلورات ؛ تدمير القطب الحراري من الكروم بسبب تآكله (تآكل من نوع "العفن الأخضر").

يحدث التآكل بين البلورات وتقصف سبيكة الألوميل نتيجة لتسخين القطب الحراري إلى درجة حرارة 650-820 درجة مئوية في جو يحتوي على الكبريت. يمكن أن تكون مصادر الكبريت: وقود الفرن ، وبقايا الزيوت والمستحلبات في أغطية واقية للمزدوجات الحرارية ، وبعض درجات الأسبستوس ، والأسمنت وغيرها من المواد التي يمكن من خلالها صنع الأغطية الواقية. من الممكن منع تآكل الألوميل بين البلورات فقط من خلال القضاء التام على دخول الكبريت إلى الغلاف الجوي المحيط بالأقطاب الكهربائية الحرارية.

يمكن أن يحدث تآكل سبائك الكروم بسبب الأكسدة الداخلية الانتقائية للكروم (جزء من هذه السبيكة) بسبب تشغيل القطب الحراري في جو يحتوي على بخار الماء أو ثاني أكسيد الكربون (جو مؤكسد ضعيف). يمكن منع تآكل الكروم باستخدام أغلفة واقية مهواة ذات قطر كبير مع حواجز موضوعة بالداخل.

§2 كروميل كوبل الحرارية (TKK)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
أحد أكثر المزدوجات الحرارية شيوعًا المستخدمة في الصناعة والبحث. تسمح المزدوجة الحرارية Chromel-Copel بقياسات درجة الحرارة في الوسائط الخاملة والمؤكسدة حتى 800 درجة مئوية لفترة طويلة وحتى 1100 درجة مئوية لفترة قصيرة. يقتصر الحد الأدنى لدرجات الحرارة المقاسة على -253 درجة مئوية. نظرًا لوجود ازدواج حراري كروميل ألوميل في الصناعة ، يتم استخدام المزدوج الحراري الكروميل كوبل ، كقاعدة عامة ، للقياسات طويلة الأجل حتى 600 درجة مئوية. المزدوجات الحرارية من هذا النوع هي الأكثر حساسية من جميع المزدوجات الحرارية الصناعية. تتجاوز حساسية المزدوج الحراري XK 81 ميكرو فولت / درجة مئوية عند درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية. أيضًا ، تتميز هذه المزدوجة الحرارية بخاصية معايرة خطية تقريبًا. يتميز التتراهيدروكانابينول بالثبات الكهروحراري العالي بشكل استثنائي عند درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية. تشمل عيوب المزدوجات الحرارية من هذا النوع حساسية عالية لتشوه المسرى الحراري.

تتم معايرة المزدوجات الحرارية Chromel-Copel وفقًا لجداول المعايرة وفقًا لـ GOST 3044-77. يتم توفير أسلاك الأقطاب الكهربائية الحرارية وفقًا لـ GOST 1790-77 وعدد من المواصفات.

تستخدم المزدوجات الحرارية Chromel-Kopel على نطاق واسع في مختلف مجالات الصناعة والبحث العلمي ؛ غالبًا ما تستخدم لقياس الفروق الصغيرة في درجات الحرارة.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
في المزدوجة الحرارية هونج كونج ، القطب الموجب عبارة عن سلك مصنوع من سبائك النيكل كروميل NH 9.5 (GOST 492-2006) ، القطب السالب عبارة عن سلك مصنوع من سبائك النحاس والنيكل Kopel MNMts 43-0.5 (GOST 492-2006).

بيئة العمل الموصى بها
وسيط العمل الرئيسي للمزدوج الحراري XK هو وسط مؤكسد أو وسط يحتوي على غازات خاملة. يمكن أيضًا استخدام المزدوجة الحرارية في الفراغ عند درجة حرارة عالية ، ولكن لفترة قصيرة. يمكن أن يؤدي الاستخدام المستمر للمزدوجة الحرارية Chromel-Copel في هذه البيئة إلى التبخر الانتقائي للكروم من القطب الموجب.

يتطلب استخدام هذه المزدوجة الحرارية في أجواء الكبريت والاختزال المتغير والأجواء الحمضية قليلاً حماية جيدة (محكمة ضد الغاز). في جو يحتوي على الكلور أو الفلور ، يمكن أن تعمل المزدوجة الحرارية Chromel-Kopel في درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية.

§3 ازدواج حراري من حديد قسطنطين (TJK)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
تستخدم المزدوجات الحرارية من هذا النوع على نطاق واسع في الصناعة والبحث العلمي. تسمح المزدوجة الحرارية الثابتة بالحديد بقياسات في الاختزال والأكسدة والوسائط الخاملة والفراغ. يسمح لك Thermocouple ZhKn بقياس درجات الحرارة الإيجابية (حتى 1100 درجة مئوية) ودرجات الحرارة السلبية (حتى -203 درجة مئوية). وتجدر الإشارة بشكل منفصل إلى أن قياس درجات الحرارة الموجبة مع درجات الحرارة السلبية هو الاستخدام الموصى به لهذا النوع من المزدوجات الحرارية. لا ينصح باستخدام هذه المزدوجات الحرارية لقياس درجات الحرارة السلبية حصريًا ، نظرًا لوجود نظائر لها أفضل أداء. مع الاستخدام المطول ، الحد الأقصى درجة حرارة العملهو 750 درجة مئوية ، للمدى القصير - 1100 درجة مئوية.

تتمتع المزدوجات الحرارية من هذا النوع بحساسية عالية ، وهي 50-65 ميكرو فولت / درجة مئوية. ومن الجدير بالذكر أيضًا تكلفتها المنخفضة نسبيًا. تشمل عيوب المزدوجات الحرارية من هذا النوع حساسية عالية لتشوه الأقطاب الكهربائية الحرارية ، فضلاً عن مقاومة منخفضة للتآكل في القطب الحراري للحديد.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
في المزدوج الحراري لشاشات الكريستال السائل ، يتكون القطب الموجب من حديد نقي تجاريًا (فولاذ منخفض الكربون) ، والقطب السالب مصنوع من سبائك النحاس والنيكل Konstantan MNMts 40-1.5 (GOST 492-2006). تجدر الإشارة إلى أن سلك الحديد ليس مصنوعًا خصيصًا لقياس الحرارة ، حيث يتم استخدام سلك مصمم لأغراض أخرى.

بيئة العمل الموصى بها
تعمل المزدوجات الحرارية ذات الثبات الحديدي بثبات في أكسدة الأجواء وتقليلها. عند درجات حرارة حوالي 769 درجة مئوية و 910 درجة مئوية ، يخضع الحديد ، الذي يتكون منه القطب الموجب للمزدوج الحراري ، لتحولات مغناطيسية و α↔γ ، مما يؤثر على الخواص الكهروحرارية. فيما يتعلق بما سبق ، لا يمكن استخدام المزدوجة الحرارية التي كانت في درجات حرارة أعلى من 760 درجة مئوية حتى لفترة زمنية قصيرة لإجراء مزيد من القياسات الدقيقة عند درجات حرارة أقل من 760 درجة مئوية ، نظرًا لأن قراءاتها قد لا تتوافق مع جدول المعايرة.

تعتمد مدة خدمة المزدوجات الحرارية على المقطع العرضي للمزدوجات الحرارية. يجب اختيار قطر أقطاب المزدوجة الحرارية بالتناسب المباشر مع درجة الحرارة المقاسة. تقدم بعض المصادر التوصيات التالية لاختيار قطر أقطاب المزدوجة الحرارية في حالات قياس درجة الحرارة على المدى الطويل: 760 درجة مئوية - 3.2 ملم ؛ 590 درجة مئوية - 1.6 مم ؛ 480 درجة مئوية - 0.8 مم ؛ 370 درجة مئوية - 0.3-0.5 ملم.

في درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية ، لا يمكن استخدام المزدوج الحراري ZhKN في جو يحتوي على الكبريت إلا إذا كانت هناك حماية موثوقة ضد تسرب الغاز.

§4 التنغستن - الرينيوم الحرارية (TVR)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
تعد المزدوجات الحرارية من التنجستن والرينيوم واحدة من أفضل المزدوجات الحرارية الصناعية لقياس درجات الحرارة فوق 1800 درجة مئوية. يستخدم Thermocouple BP لقياس درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية. عادة ما يقتصر الحد الأدنى لدرجات الحرارة المقاسة على 1300 درجة مئوية. جو العمل هو الأرجون أو النيتروجين أو الهيليوم أو الهيدروجين الجاف أو الفراغ. Thermo-EMF عند 2500 درجة مئوية هو 34 مللي فولت للمزدوجات الحرارية المصنوعة من سبائك VR5 / 20 و VAR5 / VR20 و 22 مللي فولت للمزدوجات الحرارية المصنوعة من سبيكة VR10 / 20 ، وتكون حساسية المزدوجات الحرارية 7-10 و4-7 μV / ° C ، على التوالى.

تتميز المزدوجات الحرارية من التنجستن والرينيوم بخصائص ميكانيكية جيدة في درجات الحرارة المرتفعة ، ويمكن أن تعمل تحت تأثير الأحمال المتناوبة الكبيرة ، وكذلك مع دورات الحرارة المتكررة والمفاجئة. المزدوجات الحرارية من هذا النوع متواضعة في التصنيع والتركيب ، لأنها غير حساسة نسبيًا للتلوث.

من بين أوجه القصور في المزدوجات الحرارية للواقع الافتراضي ، يمكن للمرء أن يستبعد قابلية التكاثر الضعيفة للـ EMF الحراري ؛ عدم استقرار EMF الحراري تحت ظروف التشعيع ؛ انخفاض كبير في الحساسية عند درجات حرارة أعلى من 2400 درجة مئوية.

تجدر الإشارة إلى أن المزدوج الحراري المصنوع من سبائك VAR5 / BP20 يعطي نتيجة أكثر دقة في القياسات طويلة المدى من المزدوج الحراري المصنوع من سبائك BP5 / 20.

يتم تخرج المزدوجات الحرارية من التنغستن والرينيوم وفقًا لجداول المعايرة وفقًا لـ GOST 3044-77. يتم تصنيع أسلاك الأقطاب الكهربائية الحرارية المصنوعة من سبائك VR5 و VAR5 و VR20 وفقًا للمواصفات. لا يتم إنتاج السلك الكهربائي الحراري المصنوع من سبيكة VR10 بكميات كبيرة.

تستخدم المزدوجات الحرارية BP في الصناعات المرتبطة بدرجات الحرارة المرتفعة. على سبيل المثال ، تُستخدم المزدوجة الحرارية من التنجستن والرينيوم لقياس درجة الحرارة في إنتاج المعادن المقاومة للصهر والسبائك الصلبة والسيراميك ، وفي صهر وصب الفولاذ والسبائك ، لقياس درجة حرارة تدفقات الغاز والبلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة في التوربينات الغازية المحركات ومولدات MHD وكذلك في هندسة الطاقة النووية.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
في المزدوجات الحرارية من التنغستن والرينيوم ، تكون مواد الأقطاب الكهربائية عبارة عن سبائك VR5 - القطب الحراري الإيجابي و VR20 - السالب ؛ VAR5 - القطب الحراري الإيجابي و VR20 - سلبي أو VR10 - القطب الحراري الإيجابي و VR20 - سلبي.

بيئة العمل الموصى بها
تم تصميم المزدوجات الحرارية من التنجستن والرينيوم لقياس درجة الحرارة على المدى الطويل في وسط خامل نقي ، وهيدروجين جاف وفراغ. حتى كمية صغيرة من الأكسجين تقلل بشكل كبير من عمر المزدوجة الحرارية. في البيئات المؤكسدة ، لا يمكن استخدام المزدوجات الحرارية من هذا النوع إلا لقياس درجة الحرارة في العمليات السريعة. عند درجات حرارة أعلى من القيم التي تبدأ عندها الأكسدة الكارثية ، يتم حساب العمر التشغيلي للمزدوج الحراري بالدقائق.

لا ينصح باستخدام المزدوجات الحرارية BP في بيئات اختزال الهيدروجين والكربون الرطب. يبدأ تفاعل سبائك التنغستن والرينيوم مع أبخرة الهيدروكربون بالفعل عند 1000 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي التفاعل مع الكربون إلى تقصف الأقطاب الكهربائية الحرارية وزيادة كبيرة في عدم استقرار المزدوجات الحرارية. وقد لوحظ بالفعل ظهور هشاشة عند 1700 درجة مئوية. يؤدي ملامسة الكربون إلى خفض درجة الحرارة المقاسة إلى 2500 درجة مئوية. ومع ذلك ، هناك حالات لاستخدام مزدوج حراري من التنجستن والرينيوم في أفران عالية الحرارة مع سخانات الجرافيت. يمكن صياغة الاستنتاج العام على النحو التالي: تعتمد مدة خدمة المزدوج الحراري إلى حد كبير على طبيعة الغلاف الجوي ، ومواد العزل ودرجة حرارة التشغيل.

العزلة والحماية
لعزل الأقطاب الكهربائية الحرارية ، يتم استخدام السيراميك من BeO و HfO2 و ThO2 و Y2O3. يمكن استخدام أكسيد البريليوم في درجات حرارة لا تتجاوز درجة انصهار هذه المادة (~ 2570 درجة مئوية). BeO هو العازل الأكثر استخدامًا للمزدوجات الحرارية BP. وتجدر الإشارة إلى أنه من الضروري استخدام BeO بدرجة نقاء لا تقل عن 99.9٪.

لقياس درجات الحرارة التي تقل عن 1600 درجة مئوية ، يتم عزل أقطاب المزدوجة الحرارية بأكسيد Al2O3 بنسبة نقاء 99.5٪ أو MgO. في هذه الحالة ، يجب تكليس السيراميك لإزالة الشوائب العضوية وغير العضوية.

في درجات حرارة عالية جدًا ، يتم استخدام مزدوجات حرارية ذات أقطاب حرارية عارية. في البيئات المؤكسدة ، تُستخدم الأغماد المعدنية المصنوعة من سبائك Nb و Ta و Mo و Mo-Re و W-Re ذات الطلاء بشكل أساسي لحماية المزدوجات الحرارية. يمكن تشغيل الازدواج الحراري مع الأقطاب الكهربائية الحرارية المطلية بالإيريديوم في الهواء لفترة قصيرة (30-40 ساعة عند درجة حرارة 2000-2400 درجة مئوية).

§5 المزدوجات الحرارية - الموليبدينوم التنغستن (VM)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
تم تصميم المزدوجة الحرارية لقياس درجات الحرارة المرتفعة. يمكن إجراء القياسات باستخدام الازدواج الحراري التنغستن الموليبدينوم (VM) في وسط خامل أو هيدروجين أو فراغ. نطاق درجات الحرارة المقاسة هو 1400-1800 درجة مئوية ، ودرجة حرارة التشغيل القصوى ~ 2400 درجة مئوية. المزدوجة الحرارية BM لديها حساسية 6.5 V / ° C في نطاق درجة الحرارة المحدد. الأقطاب الكهربائية الحرارية لها قوة ميكانيكية عالية. في تصنيع وتركيب وتشغيل المزدوجات الحرارية ، لا توجد متطلبات صارمة للحفاظ على نقاء المواد الكيميائية. المزدوجة الحرارية التنغستن الموليبدينوم هي أرخص تصنيع من بين المزدوجات الحرارية الأخرى المناسبة لقياس درجات الحرارة المرتفعة.

من بين أوجه القصور في VM الحرارية ، يمكن للمرء أن يفرد ضعف استنساخ EMF الحراري ؛ كمية صغيرة من emf الحرارية والحساسية ؛ انقلاب القطبية هشاشة بعد التسخين في درجات حرارة عالية.

المجال الرئيسي لتطبيق المزدوج الحراري BM هو قياسات درجة الحرارة قصيرة المدى للفولاذ السائل والسبائك والخبث في أنواع مختلفة من الأفران والمحولات والمغارف. من الجدير بالذكر أنه مع ظهور المزدوجات الحرارية التنجستين - الرينيوم (انظر الفصل 2 § 4) والبلاتين - الروديوم - البلاتين - الروديوم (انظر الفصل 2 § 7) ، بدأ استخدام المزدوجات الحرارية من التنجستن - الموليبدينوم لقياس درجات الحرارة في عمليات الصهر والسكب للسبائك غير المسؤولة فقط.

يتم توريد الأسلاك الخاصة بتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية من التنجستن والموليبدينوم حسب المواصفات.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
لتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية للمزدوجات الحرارية VM ، يتم استخدام معادن النقاء التقنية. لا يتم استخدام المعادن عالية النقاء بشكل عام ، لأنها تزيد بشكل كبير من تكلفة المزدوجة الحرارية وتفرض متطلبات متزايدة على عدم وجود تلوث. يتكون القطب الموجب في المزدوجة الحرارية من التنجستن والموليبدينوم من التنجستن ، والقطب السالب مصنوع من الموليبدينوم (بسبب انعكاس القطبية ، هذه العبارة صحيحة بالنسبة لدرجات الحرارة فوق 1400 درجة مئوية). لتصنيع أسلاك التنغستن ، يتم استخدام قضبان ماركة VRN ، لتصنيع أسلاك الموليبدينوم ، وتستخدم قضبان ماركة MCH.

بيئة العمل الموصى بهاتُستخدم المزدوجة الحرارية التنغستن الموليبدينوم لقياس درجة الحرارة في الهيدروجين أو الغازات الخاملة أو الفراغ. يبدأ التنغستن والموليبدينوم في التأكسد في الهواء عند حوالي 400 درجة مئوية. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تتكثف عملية الأكسدة. لا تتفاعل هذه المعادن مع الهيدروجين حتى نقطة الانصهار ومع الغازات الخاملة. في هذه الحالة ، لا يجب أن يحتوي الهيدروجين ولا الغازات الخاملة على شوائب مؤكسدة. نطاق درجة حرارة التشغيل المعتاد للمزدوج الحراري BM في العملية الصناعية هو 1400-1800 درجة مئوية. في حالات خاصة ، يمكن تمديد هذا النطاق حتى 2100 درجة مئوية. في هذه الحالة ، يوصى باستخدام مزدوج حراري بدون عازل ، لأنه عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية ، يبدأ الموليبدينوم والتنغستن بالتفاعل مع العديد من الأكاسيد ، والتي يتم عادةً صنع العزل منها.

إذا كانت الأقطاب الكهربائية محمية بالسيراميك وكان للمزدوجة الحرارية غطاء واقي ، فيمكن استخدامها لأخذ قياسات درجة الحرارة على المدى القصير في الوسائط المؤكسدة والمعادن المنصهرة.

العزلة والحماية
يتم عزل الأقطاب الكهربائية الحرارية لمزدوجات التنغستن والموليبدينوم الحرارية للقياسات الفردية لدرجة حرارة الصلب السائل بسيراميك الألومينا (Al2O3) ومحمية بأطراف من الكوارتز.

§6 المزدوجات الحرارية البلاتين والروديوم والبلاتين (TPP)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
تعد المزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتين من بين أكثرها شيوعًا لقياس درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية. يشمل هذا النوع المزدوجات الحرارية المصنوعة من سبائك البلاتين والبلاتين والروديوم (10٪ Rh) ، ومن سبائك البلاتين والبلاتين والروديوم (13٪ Rh). تم تصميم المزدوجات الحرارية PP لأداء قياسات درجة الحرارة في الأوساط المؤكسدة والخاملة. أقصى درجة حرارة تشغيل للقياسات طويلة المدى هي 1400 درجة مئوية ، للقياسات قصيرة المدى - 1600 درجة مئوية. تتميز المزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية بخاصية كهروحرارية خطية تقريبًا في نطاق درجة الحرارة من 600-1600 درجة مئوية ، والحساسية 10-12 ميكرو فولت / درجة مئوية (10٪ رطوبة نسبية) و11-14 ميكرو فولت / درجة مئوية (13٪ رطوبة نسبية). المزايا الأخرى لهذه المزدوجات الحرارية هي دقة القياس العالية والتكاثر الجيد واستقرار EMF الحراري. تجدر الإشارة إلى أن المزدوجات الحرارية من هذا النوع تعمل كأدوات مرجعية لإعادة إنتاج مقياس درجة الحرارة العملي الدولي (IPTS) في نطاق درجة الحرارة من 630.74 إلى 1064.43 درجة مئوية.

تشمل عيوب المزدوجات الحرارية PP التكلفة العالية ، وعدم استقرار التشغيل في ظل ظروف التشعيع ، والحساسية العالية للتلوث بالشوائب المعدنية وغير المعدنية أثناء التصنيع والتركيب والتشغيل.

تستخدم المزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية في مختلف الصناعات والعلوم حيث تتطلب دقة عالية وموثوقية القياسات.

تتم معايرة المزدوجة الحرارية PR (10٪ Rh) وفقًا لـ GOST 3044-77 ، ويتم تصنيع سلك القطب الحراري وفقًا لـ GOST 10821-75. يتم تصنيع سلك القطب الحراري للمزدوجات الحرارية PR (13٪ Rh) وفقًا للمواصفات.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
لتصنيع المزدوجات الحرارية PP ، يتم استخدام سبائك البلاتين والروديوم PR10 أو PR13 ، التي تحتوي على 10 ٪ و 13 ٪ روديوم (Rh) ، على التوالي ، والبلاتين النقي.

القطب الحراري المصنوع من البلاتين والروديوم موجب ، والبلاتين سالب.

بيئة العمل الموصى بها
تم تصميم المزدوجة الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية لقياس درجة الحرارة في الوسائط المؤكسدة والخاملة. في حالة وجود الحماية ، يمكن استخدام المزدوجات الحرارية من هذا النوع لإجراء قياسات في الوسائط المختزلة والوسائط التي تحتوي على أبخرة الزرنيخ والكبريت والرصاص والزنك والفوسفور.

من الناحية العملية ، نادرًا ما تستخدم المزدوجات الحرارية PP لقياس درجات الحرارة التي تقل عن 0 درجة مئوية. الحقيقة هي أن حساسية هذا النوع من المزدوجات الحرارية تتناقص مع انخفاض درجة الحرارة وتصبح مساوية للصفر عند -138 درجة مئوية. ومع ذلك ، في بعض معايير EMF الحرارية ، يتم تصنيف المزدوجات الحرارية في درجات حرارة تصل إلى -50 درجة مئوية. لا يتم استخدام المزدوجات الحرارية البلاتين والروديوم والبلاتين لقياس درجات الحرارة في نطاق 0-300 درجة مئوية ، وبالنسبة لدرجات الحرارة من 300-600 درجة مئوية ، يتم استخدامها فقط للحصول على بيانات مقارنة.

الحد الأقصى لدرجة الحرارة للاستخدام قصير الأمد للمزدوج الحراري PP محدود بـ 1600 درجة مئوية ، للاستخدام طويل الأمد - 1400 درجة مئوية. عند درجات حرارة أعلى من 1400 درجة مئوية ، تنمو حبيبات القطب الحراري البلاتيني بسرعة. مع الحماية الجيدة ، يمكن استخدام المزدوجات الحرارية للقياسات طويلة المدى في درجات حرارة تصل إلى 1500 درجة مئوية.

العزلة والحماية
يمكن استخدام الكوارتز والبورسلين والموليت والسليمانايت والبورسلين المقاوم للصهر كعزل للأقطاب الكهربائية الحرارية للمزدوجات الحرارية العاملة حتى درجة حرارة تصل إلى 1200 درجة مئوية. الأقطاب الحرارية للمزدوجات الحرارية النموذجية معزولة بالكوارتز المصهور. إذا تم استخدام المزدوجة الحرارية لقياس درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية ، فسيتم استخدام السيراميك الذي يحتوي على نسبة عالية من Al2O3 كعزل. يجب استخدام سيراميك الألومينا عالي النقاوة في حالة التأكسد الضعيف والأجواء المختزلة التي تزيد عن 1200 درجة مئوية ، وفي جميع الحالات التي تستخدم فيها المزدوجات الحرارية فوق 1400 درجة مئوية. عند العمل في جو مختزل ، يستخدم أكسيد المغنيسيوم أحيانًا كعزل.

عادة ما تصنع الأغماد الداخلية للمزدوجات الحرارية من نفس المواد مثل السيراميك العازل. الشرط الأساسي هو ضيق الغاز لهذه المواد.

لحماية تقاطعات العمل للمزدوجات الحرارية المخصصة لقياسات درجة حرارة واحدة للفولاذ السائل والسبائك ، يتم استخدام أطراف الكوارتز.

توصيات التشغيل
تعتبر المزدوجات الحرارية PP حساسة جدًا لأنواع مختلفة من التلوث الكيميائي ، والتي يمكن أن تسبب التقصف وتقليل القوة ، فضلاً عن حدوث انجراف حراري قوي. قطب البلاتين حساس بشكل خاص للتلوث. يمكن أن تكون مصادر التلوث هي المواد التي يصنع منها العزل والغطاء الواقي ، وجهاز التسخين والغلاف الجوي ، والأشياء الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة للمزدوجة الحرارية.

توصيات لمنع تلوث الأقطاب الكهربائية الحرارية. يجب عزل الأقطاب الكهربائية الحرارية بأنبوب سيراميكي ثنائي القناة بطول العمل بالكامل. بين الأنبوب العازل والغمد الواقي الخزفي ، وكذلك بين الأقطاب الكهربائية والأنبوب ، يجب أن تكون هناك فجوات كافية جيدة التهوية. يجب تنظيف الأقطاب الكهربية تمامًا من آثار الشحوم والشحوم قبل وضعها في السيراميك العازل والواقي. يجب أيضًا تنظيف الأغماد المعدنية من الأوساخ وبقايا الشحوم والرقائق وما إلى ذلك. قبل التركيب ، يجب تلدين جميع مكونات المزدوجات الحرارية - الأقطاب الكهربائية والسيراميك والأغماد العازلة والواقية - عند درجة حرارة عالية. يجب أن يكون تصميم المزدوجة الحرارية بحيث لا تدعم الأقطاب الكهربائية الحرارية السيراميك العازل. هذه التوصية مهمة بشكل خاص للمزدوجات الحرارية المثبتة رأسياً.

§7 المزدوجات الحرارية البلاتين والروديوم والبلاتين والناروديوم (TPR)

الخصائص والتطبيقات الرئيسية
تم تصميم Thermocouple PR لقياس درجة الحرارة في الوسائط المؤكسدة والمحايدة. يمكن استخدامه أيضًا في الفراغ. أقصى درجة حرارة تشغيل للقياسات طويلة المدى هي 1600 درجة مئوية ، أما للقياسات قصيرة المدى فهي 1800 درجة مئوية. عند درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية ، يكون للمزدوجة الحرارية البلاتينية - الروديوم - البلاتين - الروديوم خاصية كهروحرارية خطية ، وحساسية 10.5-11.5 ميكروفولت / درجة مئوية ، وثبات حراري جيد. يمكن استخدام المزدوجة الحرارية PR بدون أسلاك تمديد نظرًا لحساسيتها المنخفضة في نطاق درجة الحرارة من 0-100 درجة مئوية.

مقارنة بالمزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية ، تتميز المزدوجة الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتين والروديوم بمجال EMF حراري أقل قليلاً ، بينما يمكنها قياس درجات حرارة أعلى. تتميز المزدوجة الحرارية PR بقوة ميكانيكية أكبر ، واستقرار أكبر في درجات الحرارة المرتفعة ، وميل أقل لنمو الحبوب وتقصفها ، وحساسية أقل للتلوث.

تُستخدم المزدوجة الحرارية PR بشكل فعال في المناطق التي تتطلب قياس درجة الحرارة على المدى الطويل فوق 1400 درجة مئوية. وتشمل هذه المجالات التعدين وصهر الزجاج وصناعة الأسمنت وإنتاج الحراريات. أيضًا ، يتم استخدام المزدوجات الحرارية من هذا النوع في موازين الحرارة النموذجية.

تتم معايرة المزدوجة الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية والروديوم وفقًا لـ GOST 3044-77 ، ويتم تصنيع سلك القطب الحراري وفقًا لـ GOST 10821-75.

مادة الأقطاب الكهربائية الحرارية
لتصنيع المزدوج الحراري PR ، يتم استخدام سبائك البلاتين والروديوم PR30 و PR6 ، التي تحتوي على 30٪ و 6٪ روديوم (Rh) ، على التوالي. يجب أن يكون نقاء البلاتين والروديوم المستخدم في إنتاج السبائك أكبر من أو يساوي 99.95٪.

يكون القطب الحراري المصنوع من البلاتين والروديوم PR30 موجبًا ، ويكون القطب الحراري المصنوع من البلاتين والروديوم PR6 سالبًا.

بيئة العمل الموصى بها
تستخدم المزدوجات الحرارية البلاتين والروديوم والبلاتين والروديوم في البيئات المؤكسدة والمحايدة ، وكذلك في الفراغ. يتم تحديد درجة حرارة التشغيل القصوى للمزدوج الحراري PR من خلال درجة حرارة انصهار القطب الحراري السالب المصنوع من سبيكة PR6 (1820 درجة مئوية) وتبلغ 1800 درجة مئوية (وفقًا لـ GOST 3044-77 و GOST 6616-74 للقياسات قصيرة المدى ). بالنسبة للقياسات طويلة المدى ، فإن درجة حرارة التشغيل تقتصر على 1600 درجة مئوية.

بدون حماية موثوقةلا يمكن استخدام المزدوجات الحرارية من هذا النوع في تقليل الأجواء والأجواء التي تحتوي على أبخرة من المعادن واللافلزات.

العزلة والحماية
يتم استخدام سيراميك Al2O3 عالي النقاء لعزل وحماية المزدوجات الحرارية PR.

توصيات التشغيل
تتطابق أسباب فشل المزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتينية والروديوم بسبب التقصف أو انخفاض القوة الميكانيكية أو الانجراف الحراري EMF الكبير بشكل استثنائي ، كقاعدة عامة ، مع أسباب المشكلات المماثلة التي تحدث مع المزدوجات الحرارية البلاتينية والروديوم والبلاتين. لكن فشل المزدوجات الحرارية PR يحدث بشكل أقل تكرارًا مقارنة بالمزدوجات الحرارية PP ، نظرًا لأن سبائك البلاتين والروديوم أقل عرضة للتلوث الكيميائي ونمو الحبوب من البلاتين النقي ، الذي يتكون منه القطب السالب للمزدوجات الحرارية PP.

§8 جدول ملخص لأنواع المزدوجة الحرارية

يحتوي جدول الملخص على المعلمات الرئيسية للمزدوجات الحرارية ذات المعايرات القياسية. لا يشمل هذا الجدول المزدوجات الحرارية مع التدريجات ​​الفردية ، مثل المزدوجات الحرارية التنجستن الموليبدينوم (انظر الفصل 4 ، §3). الجدول 8 جدول ملخص لأنواع المزدوجات الحرارية

نوع الحرارية	مواد الأقطاب الكهربائية الحرارية		نطاق درجة حرارة التشغيل ، درجة مئوية	لون الترميز
	إيجابي	نفي
CCI (S) الفصل 2 ، §6	بلاتينيوم روديوم (10٪ ره)	البلاتين	0 – 1300 (1600)
CCI (R) الفصل 2 ، §6	بلاتينيوم روديوم (13٪ ره)	البلاتين	0 – 1300 (1600)
TPR (م) الفصل 2 ، §7	بلاتينيوم روديوم (30٪ ره)	بلاتينيوم روديوم (6٪ ره)	600 – 1700
THK (L) الفصل 2 ، §2	كروميل	كوبيل	-200 – 700 (900)
THA (ك) الفصل 2 ، §1	كروميل	ألوميل	-200 – 1200 (1300)
TFA (J) الفصل 2 ، §3	حديد	قسنطينة	-200 – 750 (900)
TVR (A) الفصل 2 ، §4	التنغستن - الرينيوم (5٪ إعادة)	التنغستن - الرينيوم (20٪ إعادة)	0 – 2200 (2500)

ملحوظات:

• في العمود "مدى درجات حرارة التشغيل" بين قوسين هو درجة حرارة التشغيل القصوى للاستخدام قصير الأجل ؛
• يصف عمود ترميز اللون الترميز اللوني المعتمد من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC).

الفصل 3 المواد الحرارية

§1 متطلبات سبائك القطب الحراري

تُستخدم المزدوجات الحرارية لقياس نطاق واسع من درجات الحرارة في مختلف الوسائط. في الوقت نفسه ، يجب أن توفر أدوات القياس دقة كافية ولها عمر خدمة مقبول. فيما يتعلق بالميزات المذكورة أعلاه ، يتم فرض متطلبات خاصة على المواد المستخدمة لإنتاج المزدوجات الحرارية.

• يجب أن تكون EMF الحرارية لسبائك القطب الحراري التي تشكل مزدوجًا حراريًا كبيرة بما يكفي ليتم قياسها بالدقة المطلوبة. من المرغوب فيه أن تعتمد قيمة EMF الحرارية خطيًا على قيمة درجة الحرارة.
• يجب أن تكون درجة حرارة انصهار سبائك القطب الحراري أعلى من درجة حرارة التشغيل القصوى للمزدوجة الحرارية. يجب ألا يقل الفرق بين درجات الحرارة المحددة عن 50 درجة مئوية.
• يجب أن تتمتع سبائك القطب الحراري بمقاومة للتآكل في بيئة العمل للمزدوجة الحرارية. لا يمكن دائمًا تلبية هذا المطلب ، لذلك ، في مثل هذه الحالات ، تتم حماية الأقطاب الكهربائية الحرارية من البيئة عن طريق غطاء واقٍ.
• يجب تمييز سبائك القطب الحراري بخصائص قابلة للتكرار وموحدة عند إنتاجها على نطاق صناعي.
• يجب أن تحافظ السبائك الخاصة بالمزدوجات الحرارية على خصائصها الكهروحرارية دون تغيير أثناء المعايرة والتشغيل.
• يجب أن تتمتع سبائك المزدوجات الحرارية بليونة وقوة جيدة.

§2 سبائك النيكل والنحاس والنيكل

تُستخدم سبائك النيكل والنحاس والنيكل على نطاق واسع في تصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية المزدوجة والأسلاك التعويضية. الأكثر شعبية في إنتاج المزدوجات الحرارية هي سبائك النيكل الألوميل والكروم ، وسبائك النحاس والنيكل - كوبل وكونستانتان.

ألوميل
سبائك النيكل مخصصة لإنتاج أقطاب كهربائية حرارية وأسلاك تعويضية. تستخدم في المزدوجات الحرارية XA (كروميل ألوميل) كقطب سالب (انظر الفصل 2 § 1). العلامة التجارية لهذه السبيكة لها التسمية التالية: NMtsAK 2-2-1.

التركيب الكيميائي
العنصر الكيميائي الرئيسي الذي يشكل جزءًا من سبيكة الألوميل هو النيكل (نيكل). بالإضافة إلى النيكل ، تحتوي سبيكة NMtsAK 2-2-1 على 0.6-1.2٪ كوبالت (Co) ؛ 1.6-2.4٪ ألومنيوم (Al) ؛ 1.8 - 2.7٪ منجنيز (مينيسوتا) ؛ 0.85-1.50٪ سيليكون (سي). مجموع الشوائب التي تشمل الزرنيخ (As) والكربون (C) والحديد (Fe) والفوسفور (P) والرصاص (Pb) والكبريت (S) وبعض المواد الأخرى ، هو 0.7٪.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية

كروميل
سبائك النيكل مخصصة لإنتاج أقطاب كهربائية حرارية وأسلاك تعويضية. تستخدم في المزدوجات الحرارية XA (كروميل-ألوميل) ، XK (كروميل-كوبل) كمادة قطب موجب (انظر الفصل 2 §2). العلامة التجارية لهذه السبيكة لها التسمية التالية: HX 9.5.

التركيب الكيميائي
العنصر الكيميائي الرئيسي الذي يشكل جزءًا من سبيكة الكروم هو النيكل (نيكل). بالإضافة إلى النيكل ، تحتوي سبيكة HX 9.5 على 0.6-1.2٪ كوبالت (Co) و 9.0-10.0٪ كروم (Cr). مجموع الشوائب التي تشمل الزرنيخ (As) والكربون (C) والحديد (Fe) والفوسفور (P) والرصاص (Pb) والكبريت (S) وبعض المواد الأخرى ، هو 1.4٪.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية

كوبيل
سبائك النحاس والنيكل مخصصة لإنتاج أقطاب كهربائية حرارية وأسلاك تعويضية. تستخدم في ازدواج حراري XK (كروميل كوبل) كمادة قطب سالب (انظر الفصل 2 §2). العلامة التجارية لهذه السبيكة لها التسمية التالية: МНМЦ 43-0.5.

التركيب الكيميائي
العناصر الكيميائية الرئيسية التي تتكون منها سبيكة كوبل هي النيكل (ني) والكوبالت (كو) والنحاس (النحاس). محتوى النيكل + الكوبالت (Ni + Co) هو 42.5-44.0٪ ، والباقي من النحاس (Cu). بالإضافة إلى النيكل ، تحتوي سبيكة MNMts 43-0.5 على 0.1-1.0٪ منجنيز (Mn). مجموع الشوائب التي تشمل الزرنيخ (As) والكربون (C) والحديد (Fe) والفوسفور (P) والرصاص (Pb) والكبريت (S) وبعض المواد الأخرى ، هو 0.6٪.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية

قسنطينة
سبائك النحاس والنيكل مخصصة لإنتاج أقطاب كهربائية حرارية وأسلاك تعويضية. يتم استخدامه في المزدوجات الحرارية لشاشات الكريستال السائل (الحديد - ثابتان) كمادة حرارية سالبة (انظر الفصل 2 §3). العلامة التجارية لهذه السبيكة لها التسمية التالية: МНМЦ 40-1.5.

التركيب الكيميائي
العناصر الكيميائية الرئيسية التي تتكون منها سبيكة الكستانتان هي النيكل (ني) والكوبالت (كو) والنحاس (نحاس). محتوى النيكل + الكوبالت (Ni + Co) هو 39.0-41.0٪ ، والباقي من النحاس (Cu). بالإضافة إلى النيكل ، تحتوي سبيكة MNMts 40-1.5 على 1.0-2.0٪ منجنيز (Mn). مجموع الشوائب التي تشمل الزرنيخ (As) والكربون (C) والحديد (Fe) والفوسفور (P) والرصاص (Pb) والكبريت (S) وبعض المواد الأخرى ، هو 0.9٪.

الخصائص الفيزيائية

الخواص الميكانيكية

§3 المعادن والسبائك المقاومة للصهر

تُستخدم المعادن والسبائك المقاومة للصهر على نطاق واسع في تصنيع الأقطاب الحرارية المزدوجة الحرارية لقياس درجات الحرارة المرتفعة. الأكثر شعبية في إنتاج المزدوجات الحرارية هي سبائك التنغستن والرينيوم VR ، والمعادن المقاومة للصهر التنغستن والموليبدينوم.

سبائك التنغستن والرينيوم
سبائك التنغستن والرينيوم الأكثر شيوعًا لإنتاج المزدوجات الحرارية هي السبائك BP5 و BP20. تُستخدم هذه السبائك لتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية لمزدوجات الواقع الافتراضي (التنجستين - الرينيوم - التنجستن - الرينيوم) (انظر الفصل 2 § 4).

التركيب الكيميائي
المكون الرئيسي لسبائك BP هو التنجستن (W). اعتمادًا على الدرجة ، تحتوي كل سبيكة على كمية مختلفة من الرينيوم (إعادة). لذلك تحتوي سبيكة VR5 على 5 ± 0.5٪ رينيوم (Re) ، VR20 - 20 ± 0.5٪ رينيوم (Re). يجب ألا يزيد محتوى الشوائب والمواد المضافة في هذه السبائك عن 0.1٪.

التنغستن
وجد التنغستن المعدني المقاوم للصهر تطبيقًا في إنتاج المزدوجات الحرارية ذات درجة الحرارة العالية. لهذه الأغراض ، يتم استخدام التنغستن من درجة النقاء التقني VRN. يستخدم هذا المعدن المقاوم للصهر لتصنيع الأقطاب الموجبة للمزدوجة الحرارية BM (التنجستن - الموليبدينوم) (انظر الفصل 2 § 5).

التركيب الكيميائي
يحتوي تنجستن درجة VRN على ما لا يقل عن 99.85٪ تنجستن (W) ولا يزيد عن 0.040٪ موليبدينوم (Mo) ، 0.005٪ سيليكون (Si) ، 0.011٪ كالسيوم (Ca) ، 0.005٪ نيكل (Ni) ، 0.013٪ حديد + ألومنيوم (Fe + Al).

الموليبدينوم
وجد الموليبدينوم المعدني المقاوم للصهر تطبيقًا في إنتاج مزدوجات حرارية عالية الحرارة. لهذه الأغراض ، يتم استخدام الموليبدينوم بدرجة نقاء تقنية MCH. يستخدم هذا المعدن المقاوم للصهر لتصنيع الأقطاب الكهربائية السالبة للمزدوج الحراري BM (التنجستن - الموليبدينوم) (انظر الفصل 2 § 5).

التركيب الكيميائي
يحتوي MCH من درجة الموليبدينوم على ما لا يقل عن 99.85٪ تنجستن (W) ولا يزيد عن 0.040٪ موليبدينوم (Mo) ، 0.005٪ سيليكون (Si) ، 0.011٪ كالسيوم (Ca) ، 0.005٪ نيكل (Ni) ، 0.013٪ حديد + ألومنيوم (Fe + Al).

§4 المعادن الثمينة والسبائك

البلاتين
يستخدم البلاتين المعدني النبيل لإنتاج مزدوجات حرارية بدقة قياس عالية. لهذه الأغراض ، يتم استخدام PLT من الدرجة البلاتينية الخالصة. الأقطاب الكهربائية السلبية مصنوعة من البلاتين في المزدوجات الحرارية PP (البلاتين والروديوم والبلاتين).

التركيب الكيميائي
لتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية المزدوجة ، يتم استخدام البلاتين النقي (100٪ نقطة مئوية) ، حيث يجب أن تكون قيمة R100 / R0 1.3910 على الأقل.

بلاتينيوم روديوم
سبيكة من البلاتين والروديوم تستخدم لصنع أقطاب كهربائية مزدوجة. الأكثر استخدامًا في هذا المجال هي سبائك البلاتين مع درجات الروديوم PR10 ، PR13 ، PR6 ، PR30. السبائك PR10 ، PR13 تستخدم في المزدوجات الحرارية PP (البلاتين والروديوم والبلاتين). تصنع الأقطاب الحرارية الإيجابية من هذه السبائك. السبائك PR30 و PR6 تستخدم في المزدوجات الحرارية PR (البلاتين والروديوم والبلاتين والروديوم). تستخدم هذه السبائك لإنتاج أقطاب حرارية موجبة وسالبة ، على التوالي.

التركيب الكيميائي
العنصر الكيميائي الرئيسي في سبائك البلاتين والروديوم هو البلاتين. تختلف نسبة البلاتين والروديوم حسب درجة السبيكة. محتوى الشوائب ليس معياريًا ، ولكنه يقتصر على استخدام البلاتين والروديوم لتصنيع السبائك بنقاوة أكبر من أو تساوي 99.95٪. سبيكة PR6 - 94٪ بلاتين (Pt) ، 6٪ روديوم (Rh) ؛ PR10 - 90٪ بلاتين (Pt) ، 10٪ روديوم (Rh) ؛ PR13 - 87٪ بلاتين (Pt) ، 13٪ روديوم (Rh) ؛ PR30 - 70٪ بلاتين (Pt) ، 30٪ روديوم (Rh).

الفصل 4 تصنيع المزدوجات الحرارية

§1 إنتاج الأسلاك الحرارية

يستخدم سلك القطب الحراري لتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية. تم تصنيع هذا السلك وفقًا لمتطلبات المعايير أو المواصفات الوطنية ، اعتمادًا على نوع المزدوج الحراري. المعايير والمواصفات تحكم التركيب الكيميائي, الخصائص الفيزيائيةالسبائك التي يصنع منها السلك وخصائصه الميكانيكية وأبعاده وانحرافاته المحدودة.

على سبيل المثال ، يجب أن يتوافق سلك المزدوجات الحرارية المصنوعة من الكروم والألوميل مع متطلبات GOST 1790-77. وفقًا للمعيار المحدد لتصنيع الأقطاب الكهربائية الحرارية ، يتم استخدام سلك من الأقطار التالية 0.2 ؛ 0.3 ؛ 0.5 ؛ 0.7 ؛ 1.2 ؛ 1.5 ؛ 3.2 ؛ 5 ملم. أيضًا ، تنظم هذه المواصفة القياسية أقطار السلك للأقطاب الكهربائية الحرارية للمزدوجات الحرارية chromel-kopel و chromel-Constantan. يحدد GOST 1791-67 أقطار السلك الذي يتم من خلاله تصنيع أسلاك التمديد للمزدوجات الحرارية من الكروم-كوبل والكروميل والألوميل والبلاتين والروديوم والبلاتين. وفقًا للمعيار المحدد ، يمكن أن يبلغ قطر السلك 0.20 ؛ 0.30 ؛ 0.40 ؛ ... 1.00 ؛ ... 2.50 ملم. ينظم TU 11-75 أبعاد السلك لتصنيع أقطاب التنغستن والرينيوم الحرارية. يتم إنتاج سلك بقطر 0.10 ؛ 0.20 ؛ 0.35 و 0.50 ملم.

يتم الحصول على سلك قطب حراري بقطر معين أثناء التشغيل التكنولوجي للطرق. اعتمادًا على قطر السلك المطلوب ، يتم استخدام شريط أو سلك بقطر أكبر من الذي تريد صنعه كقطعة عمل. يمكن إجراء التطرق على عدة مراحل. اعتمادًا على المادة التي صنع منها السلك ، يمكن إجراء عملية السحب بالتزامن مع التسخين ، وكذلك في وجود تزييت. بعد السحب ، قد يتعرض السلك إلى حرارة إضافية أو معالجة كيميائية لإزالة الشحوم وتحسين الخواص. على سبيل المثال ، يتم تلدين سلك مزدوج حراري للأقطاب الكهربائية وأسلاك التمديد للمزدوجات الحرارية XA و XK. يمكنك معرفة المزيد حول عملية تصنيع الأسلاك الحرارية من التنجستن والموليبدينوم في المقالات و.

§2 المطابقة

في عملية تصنيع مزدوج حراري ، يصبح من الضروري اختيار زوج من الأقطاب الكهربائية الحرارية المصنوعة من سبائك مختلفة بطريقة تقلل إلى أدنى حد من انحرافات الطاقة الحرارية الحقيقية التي طورتها المزدوجات الحرارية عند درجات حرارة معينة من القيم القياسية. يوجد حاليًا عدد من التقنيات التي تسمح بهذا الاختيار.

لضمان اختيار الأقطاب الكهربائية التي تشكل زوجًا ، من الضروري معرفة خصائصها الكهروحرارية عند العمل مع نفس القطب الحراري المرجعي. يتم استخدام قطب كهربائي مصنوع من البلاتين النقي كمرجع حراري.

يرجع اختيار البلاتين كمادة للقطب الحراري المرجعي إلى الأسباب التالية:

• هذا المعدن لديه خمول كيميائي عالي ؛
• هذا المعدن له خصائص فيزيائية مدروسة جيدًا ؛
• هذا المعدن لديه نقطة انصهار عالية إلى حد ما.

يوجد أدناه وصف لطريقة اختيار الأقطاب الكهربائية الحرارية باستخدام مثال مزدوج حراري كروميل-ألوميل. يتم تحضير أقطاب كهربائية حرارية من سبيكة الكروم بالطول المطلوب. يتم إقران كل قطب حراري بإلكترود بلاتيني ، ويتم قياس EMF الحراري. بعد ذلك ، يتم فرز أقطاب الكروم إلى 4 مجموعات: الأولى تتضمن أقطاب كهربائية حرارية ، مقترنة بالبلاتين ، أظهرت الحد الأقصى من EMF الحراري ، والثانية - EMF حراري أقل قليلاً ، والثالثة - حتى أقل ، والرابعة - الحد الأدنى للحرارة -EMF. يتم تنفيذ نفس الإجراءات باستخدام أقطاب كهربائية حرارية مصنوعة من سبيكة الألوميل. بعد فرز الأقطاب الكهربائية إلى مجموعات ، يتم دمجها في أزواج. أقطاب الكروم من المجموعة الأولى ملحومة بأقطاب الألوميل من المجموعة الرابعة ، والثانية - من المجموعة الثالثة ، والثالثة - من الثانية ، والرابعة - من الأولى.

§3 التخرج والتحقق من المزدوجات الحرارية

الغرض الرئيسي من المزدوجات الحرارية هو قياس درجة الحرارة. يؤدي التغيير في درجة الحرارة إلى ظهور EMF الحراري في الدائرة الكهربائية ، والتي تشمل أقطاب المزدوجة الحرارية. وبالتالي ، فإن جهاز القياس ، المضمن أيضًا في الدائرة الكهربائية ، يحدد التغيير في EMF الحراري (انظر الفصل 1 الفقرة 1). لكن الهدف النهائي هو تحديد درجة الحرارة. وفقًا لذلك ، من الضروري مقارنة قيم EMF الحرارية مع قيم درجة حرارة محددة. يجب أن يعرض مقياس الحرارة الحرارية الدرجات.

يمكن تقسيم المزدوجات الحرارية تقريبًا إلى مجموعتين:

• مع خصائص التحويل الاسمية الثابتة (التخرج القياسي) ؛
• مع التخرج الفردي (التخرج غير القياسي).

بالنسبة للمزدوجات الحرارية المضمنة في المجموعة الأولى ، يتم تحديد الاعتماد القياسي لـ EMF الحراري على درجة الحرارة. يتم تنظيم هذا الاعتماد وفقًا لمعيار GOST R 8.585-2001 "المزدوجات الحرارية. خصائص التحويل الاسمي الثابت. في المعايير ، يتم تقديم هذا الاعتماد على أنه خصائص التحويل الثابتة الاسمية (NSC) لقيمة EMF الحرارية التي طورتها المزدوجة الحرارية في قيمة درجة الحرارة المقابلة. يتم تحديد NSC بشكل تجريبي من القياسات المختبرية التي تم الحصول عليها من عدد كبير من المزدوجات الحرارية. يتم إجراء القياسات عند درجة حرارة الأطراف الحرة للمزدوج الحراري تساوي 0 درجة مئوية. يتم تحديد المزدوجات الحرارية من كل نوع بالحرف المقابل من الأبجدية اللاتينية. اعتمادًا على الانحرافات المسموح بها لـ EMF الحرارية التي تم تطويرها بواسطة مزدوج حراري عند درجات حرارة معينة ، يتم تمييز فئات الدقة (التسامح) للمزدوجات الحرارية.

بالنسبة للمزدوجات الحرارية ذات المعايرات الفردية ، لا يوجد اعتماد على EMF الحراري على درجة الحرارة ، التي تحددها معايير الحالة. لكل مزدوج حراري من هذه المجموعة ، من الضروري المعايرة. تتطابق طرق المعايرة لمثل هذه المزدوجات الحرارية مع طرق المعايرة للمزدوجات الحرارية القياسية. ومن الأمثلة على هذه المحولات الكهروحرارية التنغستن - الموليبدينوم ، والتنغستن - التنتالوم ، والمزدوجات الحرارية من كربيد التيتانيوم والجرافيت وبعضها الآخر.

نظرًا لعوامل مختلفة ، قد تختلف قراءات ازدواج حراري معين عن القراءات التي ينظمها المعيار (تم وصف أسباب أخطاء القياس في الفصل 1 الفقرة 4). في هذا الصدد ، من الضروري إجراء التحقق من المزدوجات الحرارية. يتم إجراء هذه العملية لمزدوجات حرارية جديدة من الأنواع القياسية من أجل تحديد فئة الدقة الخاصة بهم وبتردد معين لجميع المزدوجات الحرارية أثناء العملية للتحكم في دقة القياسات. بالنسبة للمزدوجات الحرارية من الأنواع القياسية ، يتم إجراء التحقق وفقًا لمتطلبات GOST 8.338-2002 "المحولات الحرارية. طرق التحقق.

هناك أربع طرق رئيسية لفحص المزدوجات الحرارية:

• طريقة المقارنة المباشرة
• طريقة الاختلاف (التفاضلية) ؛
• طريقة مقارنة القطب.
• من خلال نقاط ائتمانية.

طريقة المقارنة المباشرة
وفقًا لطريقة المقارنة المباشرة ، يتم تحديد درجة الحرارة في جهاز التسخين ، حيث توجد تقاطعات العمل للمرجع والمزدوجات الحرارية التي تم التحقق منها ، باستخدام المزدوجة الحرارية المرجعية ، وبعد ذلك يتم قياس EMF الحراري الذي تم تطويره بواسطة المزدوجات الحرارية التي تم التحقق منها. يجب تسخين الفرن إلى درجة الحرارة المحددة مع تفاوت لا يزيد عن ± 10 درجة مئوية. أثناء قياس EMF الحراري للمزدوجات الحرارية التي تم التحقق منها ، يجب ألا تتغير درجة حرارة وصلة العمل (في الفرن) بأكثر من 0.4 درجة مئوية / دقيقة. تستخدم هذه الطريقة للتحقق من المزدوجات الحرارية العاملة (التقنية).

طريقة الفرق (التفاضلية)
تعطي طريقة الفرق دقة أعلى من طريقة المقارنة المباشرة. في هذه الطريقة ، يتم قياس الاختلاف الحراري EMF بين المرجع والمزدوجات الحرارية التي تم التحقق منها. يتم الحصول على EMF الحراري للمزدوج الحراري المُعاير عن طريق الحساب على أساس الفرق المقاس بين EMF الحراري و EMF الحراري للمزدوج الحراري المرجعي. تستخدم هذه الطريقة أيضًا للتحقق من المزدوجات الحرارية المرجعية.

طريقة مقارنة القطب
تتكون طريقة مقارنة القطب على حدة من حقيقة أنه عند درجات حرارة معينة في السخان وفقًا لقراءات المزدوجة الحرارية المرجعية ، يتم قياس EMF الحراري بين نفس الأقطاب المرجعية والمزدوجات الحرارية التي تم التحقق منها. بناءً على قيم EMF الحرارية التي تم الحصول عليها ، يتم حساب EMF الحراري للمزدوجة الحرارية التي تمت معايرتها. تستخدم هذه الطريقة أيضًا للتحقق من المزدوجات الحرارية المرجعية.

طريقة التحقق في النقاط الائتمانية
توفر هذه الطريقة للتحقق من المزدوجات الحرارية عند نقاط الانصهار (التصلب) للمعادن النقية وتستخدم للتحقق من المزدوجات الحرارية المرجعية للتصريفات الأعلى.

تم اختيار النقاط التالية كنقاط مرجعية:

• نقطة التصلب للنحاس (1084.620 درجة مئوية) ؛
• نقطة تصلب الألومنيوم (660.323 درجة مئوية) ؛
• نقطة تصلب الزنك (419.527 درجة مئوية).

يوجد المعدن المقابل في الحالة الصلبة في أمبولة خاصة. يتم تسخين الأمبولة إلى درجة حرارة أعلى بـ 10 درجات مئوية من درجة حرارة تصلب المعدن. بعد مرور بعض الوقت على الانتهاء من التسخين ، عندما يبدأ المعدن المنصهر في التصلب ، يتم إدخال مزدوج حراري تم التحقق منه في الأمبولة ويتم قياس EMF الحراري. في كل نقطة مرجعية ، يتم إجراء العديد من القياسات باستخدام نفس الازدواج الحراري الذي يمكن التحقق منه. ثم احسب القيم المتوسطة الحسابية لـ thermo-EMF في كل نقطة مرجعية. إذا كانت قيم EMF الحرارية للمزدوجة الحرارية التي يتم التحقق منها لا تتوافق مع القيم المرجعية ، فسيتم رفض المزدوج الحراري أو نقله إلى الطبقة العاملة.

القيم المرجعية لـ EMF الحرارية للمحولات الحرارية (المزدوجات الحرارية) في النقاط المرجعية المقابلة:

• نقطة التصلب للنحاس هي 10574 ± 30 μV ؛
• نقطة تصلب الألومنيوم - 5860 ± 17 μV ؛
• نقطة التصلب للزنك هي 3447 ± 14 μV.

تعتبر الطرق المستخدمة لمعايرة المزدوجات الحرارية المرجعية أكثر دقة من تلك المستخدمة لمعايرة المزدوجات الحرارية العاملة. كقاعدة عامة ، يتم استخدام طرق المقارنة المباشرة وطريقة الفرق للتحقق من المزدوجات الحرارية العاملة ، ويتم استخدام طرق مقارنة الإلكترود على حدة وفي نقاط ثابتة للتحقق من المزدوجات الحرارية المرجعية.

إذا لم يتم استيفاء متطلبات التحقق ، فسيتم رفض المزدوج الحراري أو نقله إلى فئة دقة أقل. فترات المعايرةيتم تنظيم (وتيرة التحقق) الوثائق المعيارية(المعايير والمواصفات وغيرها) للأنواع ذات الصلة من المزدوجات الحرارية.

استنتاج

تتناول هذه المقالة الجوانب المختلفة المتعلقة بالمزدوجات الحرارية - الغرض ، مبدأ التشغيل ، الأنواع ، الإنتاج.

تعد موازين الحرارة الكهروحرارية ، التي تعتمد على المزدوجات الحرارية ، حاليًا واحدة من أكثر الوسائل شيوعًا لقياس درجة الحرارة. يتضح هذا من خلال عدد كبير من أنواع المزدوجات الحرارية ، بالإضافة إلى تصميمات موازين الحرارة الكهروحرارية الموضحة في هذه المقالة.

إن وجود المعايير المحلية والدولية التي تنظم متطلبات المزدوجات الحرارية يسهل بشكل كبير اختيارها وتشغيلها.

يسمح لك وصف مبدأ تشغيل المزدوج الحراري وعملية إنتاجه بالحصول عليه المجموعة الأساسيةالمعرفة ، مفيدة للعمل المباشر مع موازين الحرارة الحرارية.

فهرس

• https://en.wikipedia.org/wiki/Thermocouple - الحرارية
• Garcia V. - قياس درجة الحرارة: النظرية والتطبيق
• https://slovari.yandex.ru/~books/TSB/Thermometry/ - قياس الحرارة
• Preobrazhensky V.P. - القياسات والأجهزة الحرارية ...
• زيمين ج. - التحقق من ومعايرة المحولات الحرارية ...
• https://ru.wikipedia.org/wiki/Getter_(getter) - Getter (getter)
• http://metallurgicheskiy.academic.ru/2094/ ضيق الغاز - ضيق الغاز
• نيكونوف ن. - ولفرام. الخصائص والتطبيق والإنتاج والمنتجات (http: //www..pdf)
• نيكونوف ن. - المزدوجات الحرارية. أنواع وخصائص وتصميمات وإنتاج (http: //www..pdf)
• https://en.wikipedia.org/wiki/Graduation - تخرج
• http://temperatures.ru/pages/graduirovochnye_tablicy - جداول المعايرة للمزدوجات الحرارية (NSH)
• GOST R 8.585-2001 “المزدوجات الحرارية. خصائص التحويل الاسمي الثابت "
• GOST 8.338-2002 "محولات كهروحرارية. طرق التحقق »
• GOST R 8.611-2005 "المحولات الكهروحرارية المرجعية البلاتينية والروديوم والبلاتينية من الفئة الأولى والثانية والثالثة. طريقة التحقق"
• https://ru.wikipedia.org/wiki/Temperature_electric_resistance_coefficient - معامل درجة الحرارة للمقاومة الكهربائية
• https://ru.wikipedia.org/wiki/Coefficient_of_thermal_expansion - معامل التمدد الحراري
• https://en.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetism - المغناطيسية الحديدية
• https://en.wikipedia.org/wiki/Paramagnets - Paramagnets

• تستخدم لقياس درجات الحرارة في نطاق من -200 درجة مئوية إلى +1000 درجة مئوية (الحد الموصى به يعتمد على قطر سلك القطب الحراري).
• في نطاق درجة الحرارة من 200 إلى 500 درجة مئوية ، قد يحدث تأثير التباطؤ ، عندما تختلف القراءات أثناء التسخين والتبريد. في بعض الحالات ، يصل الفرق إلى 5 درجات مئوية.
• يعمل في جو محايد أو جو به أكسجين زائد.
• بعد الشيخوخة الحرارية ، تنخفض القراءات.
• قد يحدث تغيير في thermo-emf عند استخدامه في جو مخلخل ، مثل يمكن تحرير الكروم من إخراج Ni-Cr (ما يسمى بالهجرة). في هذه الحالة ، تُظهر المزدوجة الحرارية درجة حرارة أقل من الواقع.
• الغلاف الجوي الكبريت يضر بالمزدوجة الحرارية ، مثل يؤثر على كلا القطبين.

2. اكتب L ( كروميل كوبيل)

• تستخدم لقياس درجات الحرارة في النطاق من -200 درجة مئوية إلى +800 درجة مئوية (الحد الموصى به يعتمد على قطر سلك القطب الحراري).

3. النوع E (كروميل - كونستانتان)

• تستخدم لقياس درجات الحرارة في نطاق من -40 درجة مئوية إلى +900 درجة مئوية.
• لها حساسية عالية ، وهي ميزة إضافية.
• المواد الكهربائية لها تجانس حراري.

4. النوع T (نحاس - قستانتان)

• تستخدم لقياس درجات الحرارة في نطاق من -250 درجة مئوية إلى +300 درجة مئوية.
• يمكن أن تعمل في جو به فائض طفيف أو نقص في الأكسجين.
• لا ينصح باستخدام المزدوجات الحرارية من هذا النوع في درجات حرارة أعلى من 400 درجة مئوية.
• غير حساس للرطوبة العالية.
• يمكن تلدين كلا الخيوط لإزالة المواد التي تسبب انقطاع التيار الكهربائي.

5. النوع J (حديد - ثابتان)

• قد يتشكل الصدأ على طرف الحديد بسبب تكاثف الرطوبة.
• يعمل بشكل جيد في جو تفريغ.
• أقصى درجة حرارة للتطبيق هي 500 درجة مئوية ، لأنه فوق درجة الحرارة هذه ، تحدث أكسدة سريعة للخيوط. يتم تدمير كلا الخيوط بسرعة في الغلاف الجوي الكبريت.
• تزداد القراءات بعد الشيخوخة الحرارية.
• تكلفة منخفضة لأن تحتوي المزدوجة الحرارية على الحديد.

6. كوبل الحديد

• تستخدم لقياس درجات الحرارة من 0 إلى 760 درجة مئوية.

7. النوع A (سبائك التنغستن والرينيوم BP - سبائك التنغستن والرينيوم BP)

• تستخدم لقياس درجات الحرارة المرتفعة من 0 إلى 2500 درجة مئوية في بيئة خاملة.

8. اكتب N (Nichrosil-Nisil)

• هذا نوع جديد نسبيًا من المزدوجات الحرارية ، تم تطويره على أساس مزدوج حراري من النوع K. يمكن أن تتلوث المزدوجة الحرارية من النوع K بسهولة بالشوائب في درجات حرارة عالية. من خلال دمج القطبين الكهربائيين بالسيليكون ، من الممكن تلويث الازدواج الحراري مسبقًا ، وبالتالي تقليل خطر حدوث مزيد من التلوث أثناء التشغيل.
• درجة حرارة التشغيل الموصى بها تصل إلى 1200 درجة مئوية (حسب قطر السلك) ، ويمكن التشغيل على المدى القصير عند 1250 درجة مئوية.
• ثبات عالي في درجات حرارة من 200 إلى 500 درجة مئوية (تباطؤ أصغر بكثير من النوع K المزدوج الحراري).
• يعتبر أكثر المزدوجات الحرارية المعدنية الأساسية دقة.

أنواع المزدوجات الحرارية المعدنية النبيلة وخصائصها

1. النوع B (البلاتين - الروديوم - البلاتين - الروديوم)

• أقصى درجة حرارة يمكن أن تعمل عندها المزدوجات الحرارية هي 1500 درجة مئوية (حسب قطر السلك).
• الاستخدام قصير المدى ممكن حتى 1750 درجة مئوية.
• هناك تأثير للتلوث بأبخرة الهيدروجين والسيليكون والنحاس والحديد عند درجات حرارة أعلى من 900 درجة مئوية. لكن هذا التأثير أقل من المزدوجات الحرارية من النوع S و R.
• يمكن أن تعمل في بيئة مؤكسدة.
• لا ينصح باستخدامه في درجات حرارة أقل من 600 درجة مئوية ، حيث يكون EMF الحراري صغيرًا جدًا وغير خطي.

2 - النوع S (البلاتين - الروديوم - البلاتين)

• أقصى درجة حرارة يمكن أن تعمل عندها المزدوجات الحرارية هي 1350 درجة مئوية.
• يمكن الاستخدام قصير المدى حتى 1600 درجة مئوية.
• هناك تأثير للتلوث بأبخرة الهيدروجين والكربون والنحاس والحديد عند درجات حرارة أعلى من 900 درجة مئوية. عندما يكون محتوى الحديد في قطب البلاتين 0.1٪ ، يتغير EMF الحراري بأكثر من 1 مللي فولت (100 درجة مئوية) عند 1200 درجة مئوية و 1.5 مللي فولت (160 درجة مئوية) عند 1600 درجة مئوية. لوحظت نفس الصورة مع تلوث النحاس. الخلاصة: لا يمكن تقوية المزدوجات الحرارية من هذا النوع بأنبوب فولاذي أو يجب عزل الأقطاب الكهربائية عن الأنبوب بسيراميك مانع لتسرب الغاز.
• يمكن أن تعمل في جو مؤكسد.
• عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية ، قد تتلوث المزدوج الحراري بالسيليكون الموجود في بعض أنواع مواد السيراميك الواقية. من المهم استخدام أنابيب السيراميك المصنوعة من الألومينا عالية النقاء.
• لا ينصح باستخدام أقل من 400 درجة مئوية ، لأن الحرارة الكهرومغناطيسية في هذه المنطقة صغيرة وغير خطية للغاية.

3. النوع R (البلاتين - الروديوم - البلاتين)

• لها نفس خصائص المزدوجات الحرارية من النوع S.

المحول الحراري (المحول ، مستشعر درجة الحرارة)- هذه أداة قياس (جهاز) تقوم بتحويل درجة الحرارة المقاسة إلى إشارة (NSH) للإرسال أو المعالجة أو التسجيل اللاحق عن طريق أتمتة TP.

يقدم هذا القسم الأنواع والعلامات التجارية التالية من المحولات الكهروحرارية المزودة (المزدوجات الحرارية) - TP (TXA ، TKhK ، CCI ، TPR ، TGK ، TVR ، إلخ):
TP (TXA ، THC) -2088 ، -2388 ، -2187 ، -2188 ، -1085 ، -2488 ، -0195 (0295 ، 0395) ، -0188 (0198 ، 0199) ؛
TP008 (THA ، THK-008) ؛
TPK ، TPL-005 ، -004 ، -001 ،
А (ТХК) -1 ... 18 ؛
غرفة التجارة والصناعة (TPR) -023 ، -178 ،
TTPP ، TTPR-53.

أنواع وأنواع المحولات الحرارية (المزدوجة الحرارية) - TP.

NSH للمحولات الحرارية - TP: ТХК (L) ، А (K) ، ТПП (S ، R) ، ТPR (B) ، ТЖК (J) ، ТНН (N) ، TVR (A-1،2،3) ، ТМК (T).

THC- محول حراري (حراري ХК - كروميل كوبل (L)) ، نطاق قياس درجة الحرارة -200… + 600 درجة مئوية (800 درجة مئوية بحد أقصى).
THA- محول كهربائي حراري (XA الحرارية - كروميل ألوميل (K)) ، نطاق قياس درجة الحرارة -200… + 1100 درجة مئوية (بحد أقصى 1300 درجة مئوية)).
CCI- المحول الحراري (PP المزدوج الحراري - البلاتين - البلاتين (S ، R)) ، نطاق قياس درجة الحرارة 0 ... + 1300 درجة مئوية (بحد أقصى 1700 درجة مئوية)).
TPR- محول كهربائي حراري. (الحرارية PR - البلاتين والروديوم (B)) ، نطاق قياس درجة الحرارة + 600 ... + 1600 درجة مئوية (حد أقصى + 200… 1800 درجة مئوية)).
TGK- محول كهربائي حراري. (شاشة LCD المزدوجة الحرارية - حديد ثابت (J)) ، نطاق قياس درجة الحرارة -40 ... + 800 درجة مئوية (بحد أقصى -200 ... + 1200 درجة مئوية)).
TVR- محول كهربائي حراري (مزدوج حراري VR - تنجستن وروديوم (A)) ، نطاق قياس درجة الحرارة - A1 (بحد أقصى 0 ... + 2500 درجة مئوية) ، A2 (بحد أقصى 0 ... + 1800 درجة مئوية) ، A3 (بحد أقصى 0 ... + 1600 درجة مئوية) )).
TNN- المحول الحراري (المزدوج الحراري - НН (N)) ، النطاق -200 ... + 1100 درجة مئوية (بحد أقصى 1300 درجة مئوية).
TMK- محول حراري (حراري - MK (T)) ، المدى -200 ... + 400 درجة مئوية.

TP (TXA ، THC) -2088 ، TP-2388 ، TP-2187 ، TP-1085 ، TP-2488 ، TP-0195 (0295 ، 0395) ، TP-0188 (0198 ، 0199).
TP-008(النوع A ، B ، C ، D ، E ، F ، G ، I ، K ، L ، M ، N ، P) - المحولات الكهروحرارية ТХА-008 ، ТХК-008.
TPK ، TPL-005- المحولات الكهروحرارية (المزدوجة الحرارية) برأس تحويل 195 ، 205 ، 215 ، 265 ، 275 ، 285 ، 295 ، أيضًا 2TPK ، 2TPL).
TPL-004- المحولات الكهروحرارية بكابل حراري مزدوج (TPL-054 ، 064 ، 074 ، 084 ، 094 ، 104 ، 114 ، 124 ، 134 ، 144 ، 154 ، 164 ، 174 ، 184 ، 194 ، 204 ، أيضًا 2TPL).
TPK ، TPL-001- المحولات الكهروحرارية (المزدوجة الحرارية) السطح في عزل ناعم(TPK ، TPL-011 ، 021 ، 031 ، 041).
А ، ТХК-1… 18- محولات الحرارة الكهروحرارية (المزدوجة الحرارية).
TTPP-53 ، TTPR-53 - المحولات الحرارية عالية الحرارة (TTPP-53 حتى 1300 درجة مئوية ، TTPR-53 من 600 إلى 1600 درجة مئوية).
CCI-023 ، TPR-023 - المحولات الحرارية عالية الحرارة في قش اكسيد الالمونيوم (على غرار CCI / R-1888).
TPP-178 ، TPR-178 - المحولات الحرارية عالية الحرارة في علبة اكسيد الالمونيوم (على غرار CCI / R-1788).

تركيب وتركيب التركيبات للمزدوجات الحرارية

رؤساء BP ، BS ، BP
(الرؤوس مخصصة للتركيب في مكان تشغيل المحولات الحرارية والأكمام الواقية).
الأكمام الواقية GZ-015، GZ-016، GT-015، GZ-6.3 / 25/50
(تم تصميم الغلاف الواقي لتركيب المحولات الحرارية على الأشياء وتوفير حمايتها من ضغط بيئة العمل).
تركيب متحرك ShP
(تم تصميم التركيبات المتحركة لتثبيت وتنظيم عمق غمر المزدوجات الحرارية في منطقة درجات الحرارة المقاسة).

الأسلاك والكابلات للمزدوجات الحرارية

الكابلات الحرارية (كابل التعويض المزدوج الحراري KTK ، KTL) ؛
أسلاك التركيب والقطب الكهربي الحراري.

معلومات إضافية:

المحولات الحرارية (TP) - المزدوجة الحرارية (TKhK (L) ، TXA (K) ، TPP (S ، R) ، TPR (B) ، TGK (J) ، TNN (N) ، TVR (A-1،2،3) ، TMK (T)).

المزدوج الحراري (المحول الكهروحراري) من نوع TXA ، TKhK ، TPP ، TPR ، إلخ. يتكون من موصلين ملحومين في طرف واحد ، مصنوعان من معادن بخصائص كهروحرارية مختلفة. يتم غمر الطرف الملحوم ، الذي يسمى "وصلة العمل" ، في الوسيط المقاس ، ويتم توصيل الأطراف الحرة ("الوصلة الباردة") للمزدوج الحراري بمدخل الجهاز الثانوي (منظم مقياس درجة الحرارة). يعتمد مبدأ تشغيل المزدوجات الحرارية على حقيقة أن عند اختلاف درجة الحرارة بين "العامل" ("الساخن") و "الوصلات الباردة" في دائرة المحول الكهروحراري (المزدوج الحراري) ، تبدأ EMF الحرارية في التوليد الذاتي (التوليد)، والتي لها اعتماد معين على درجة الحرارة لكل نوع من المزدوجات الحرارية (TXA ، TKhK ، TPP ، TPR ، إلخ) - NSH (خاصية ثابتة اسمية- А ، ХК ، وما إلى ذلك) ، وهي إشارة خرج المحول الحراري وتدركها أجهزة التسجيل كإشارة دخل.

نظرًا لأن thermo-EMF يعتمد على اختلاف درجة الحرارة بين تقاطعي المزدوج الحراري ، من أجل الحصول على قراءات صحيحة ، من الضروري معرفة درجة حرارة "الوصلة الباردة" من أجل التعويض عن هذا الاختلاف في حسابات أخرى.
تحتوي تعديلات المدخلات المخصصة للتشغيل مع المزدوجات الحرارية على دائرة للتعويض التلقائي لدرجة الحرارة للأطراف الحرة للمزدوجة الحرارية. مستشعر درجة حرارة الوصلة الباردة عبارة عن صمام ثنائي أشباه الموصلات يتم تثبيته بجانب كتلة التوصيل الطرفية.

يجب توصيل المزدوجات الحرارية بالجهاز باستخدام أسلاك تعويض خاصة (قطب حراري)مصنوعة من نفس مواد المزدوجة الحرارية. يُسمح باستخدام الأسلاك المعدنية ذات الخصائص الكهروحرارية المشابهة لتلك الخاصة بمواد القطب الحراري في نطاق درجة حرارة التشغيل. عند توصيل الأسلاك التعويضية بالمزدوجة الحرارية والجهاز ، يجب مراعاة القطبية بدقة.
لتجنب تأثير الضوضاء على جزء القياس بالجهاز ، يوصى بحماية خط الاتصال بين الجهاز والمستشعر. كشاشة ، يمكن استخدامه ، بما في ذلك. أنبوب فولاذي مؤرض.
في حالة انتهاك هذه الشروط ، قد تحدث أخطاء قياس كبيرة.

المعلمات الموصى بها لخط توصيل المستشعر (المحول الحراري - المزدوج الحراري) مع الجهاز الثانوي (مقياس درجة الحرارة - جهاز التحكم في درجة الحرارة):
تصميمخطوط - كابل تعويض حراري.
أقصى طول للخط يصل إلى 20 مترًا.
أقصى مقاومة للخط تصل إلى 100 أوم.

الأجهزة الثانوية: أجهزة قياس درجة الحرارة.

المحولات الحرارية (موازين الحرارة المقاومة ، والمزدوجات الحرارية ، وأجهزة الاستشعار مع إشارة خرج موحدة (mA ، V) ، كونها أجهزة قياس درجة الحرارة الأساسية (أجهزة الاستشعار) ، تنتج إشارة (НХ ، مللي أمبير ، V) يتم إدراكها بواسطة أجهزة القياس والتحكم الثانوية - منظمات القياس ومسجلات درجة الحرارة.
تتكون منظمات قياس درجة الحرارة البسيطة من الكتل الوظيفية التالية:
المدخلات - تستخدم لتوصيل أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار بالجهاز ؛ كتلة معالجة إشارة الإدخال - تشمل تصحيح قراءات أجهزة الاستشعار ، والمرشحات الرقمية ، والآلات الحاسبة للكميات الإضافية (الاختلافات ، والنسب ، وما إلى ذلك) ؛
الأجهزة المنطقية (LU) - شكل إشارات التحكم لأجهزة الإخراج ؛
أجهزة الإخراج (VU) - تستخدم لإرسال إشارات التسجيل أو التحكم إلى المشغلات.

كيفية اختيار وطلب (شراء) مزدوج حراري.

1. حدد بوضوح للأغراض التي تحتاجها إلى محول حراري ، وفي أي ظروف سيتم تشغيله ؛ كيف وبأي دقة وتكرار من الضروري حقًا إجراء القياسات.
2. اختر نوع وتعديل مستشعر درجة الحرارة الذي يناسبك حقًا ، والوظيفة المطلوبة حقًا (لأن جميع أنواع "التجاوزات" قد تكون باهظة الثمن بشكل غير معقول).
3. تحقق مما إذا كان هناك ما يكفي تحديدومعلمات الترتيب الصحيح (انظر نماذج الطلبات).
4. ماذا معدات اختياريهمن الضروري أيضًا (تركيبات وعناصر التثبيت والتركيب (الرؤساء ، والأكمام الواقية ، وما إلى ذلك) الكتل المساعدة ، والتجمعات ، والأجهزة ، وكابل التعويض الكهربائي الحراري (للمزدوجات الحرارية) ، وسلك التثبيت ، وما إلى ذلك).
5. ما هي كمية المعدات والتكاليف الإضافية (بما في ذلك التغليف والتسليم) التي ترغب في دفعها.
6. هل أنت مؤهل لاتخاذ قرارات بشأن إجراء تغييرات على المشروع ، وما إذا كنت مهتمًا بمقترحات نظائرها الحديثة التي تتمتع بنسبة أفضل بين السعر والجودة (وفقًا لمهندسينا).
7. ما هي طريقة الدفع ووقت التسليم المقبولة بالنسبة لك (يرجى ملاحظة أن الدفع المسبق الجزئي أو التنفيذ العاجل لأمر ما ("خارج الدور") يمكن أن يؤدي أحيانًا إلى زيادة طفيفة في تكلفة المنتجات).
8. ما هي الطريقة الأكثر ملاءمة لك لاستلام المنتجات (الاستلام الذاتي ، التسليم ، الشحن من خلال حملة النقل أو غير ذلك).

حقوق النشر © 2008 TeploKIP. الأجهزة والتحكم - المزدوجات الحرارية - المحولات الكهروحرارية (TP): TKhK (L) ، TXA (K) ، غرفة التجارة والصناعة (S ، R) ، TPR (B) ، TGK (J) ، TNN (N) ، TVR ( A) و TMK (T) والمحولات الحرارية الأخرى.

الحرارية- موصلين من مواد متباينة متصلان في أحد طرفيه ويشكلان جزءًا من جهاز يستخدم التأثير الكهروحراري لقياس درجة الحرارة.

هناك الأنواع التالية من المزدوجات الحرارية:
ص- CCI (البلاتين - 13٪ روديوم / بلاتينيوم)
س- CCI (البلاتين - 10٪ روديوم / بلاتينيوم)
ب- TPR (البلاتين - 30٪ روديوم / بلاتين - 6٪ روديوم)
ي- TFA ((حديد / نحاس - نيكل (حديد / قسنستان))
تي- TMK (نحاس / نحاس - نيكل (نحاس / كونستانتان))
ه- THKn (نيكل - كروم / نحاس - نيكل (كروميل / كونستانتان))
ك- THA (نيكل - كروم / نيكل - ألمنيوم (كروميل / ألوميل))
ن- ТНН (نيكل - كروم - سيليكون / نيكل - سيليكون (نيكروسيل / نيسيل))
أ (أ -1 ، أ -2 ، أ -3)- TVR (التنجستن - الرينيوم / التنجستن - الرينيوم)
إل- THC (كروميل / كوبل)
م- TMK (نحاس / كوبل)

لا تتطلب المزدوجات الحرارية مصدر طاقة إضافي ولها نطاق واسع من درجات الحرارة المقاسة. ومع ذلك ، لديهم خاصية غير خطية ملحوظة في خاصية التحويل. تنشأ بعض المشكلات عن الحاجة إلى مراعاة (أو تعويض) تأثير درجة حرارة الأطراف الحرة للمزدوج الحراري على نتيجة القياس. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب جهد الخرج المنخفض (والحساسية المنخفضة نسبيًا) محولات ثانوية حساسة (مكبرات الصوت) و / أو أجهزة إخراج.

يتم استخدام الأدوات والمحولات القائمة على المزدوجات الحرارية على نطاق واسع. تعد موازين الحرارة الرقمية المدمجة القائمة على المزدوجات الحرارية الأداة الرئيسية والأكثر شيوعًا في قياسات درجة الحرارة.

خرج الحرارية - ضغط مستمر- يمكن تحويلها بسهولة إلى رمز رقمي أو قياسها بوسائل بسيطة (على سبيل المثال ، باستخدام مقياس رقمي متعدد صغير الحجم). يمكن توصيل المزدوجات الحرارية لمزيد من التحويل إلى مختلف محولات الطاقة الثانوية (الأدوات) ، التناظرية والرقمية ، للقياسات الثابتة والديناميكية.

نطاق درجة الحرارة المقاسة بواسطة المزدوجات الحرارية واسع جدًا: من -200 إلى +2000 درجة مئوية. تتميز العدادات القائمة على المزدوجة الحرارية بالدقة العالية والحساسية والتكرار الجيد لخصائص التحويل. نطاق جهد الخرج النموذجي هو 0 ... 50 مللي فولت (اعتمادًا على المواد المستخدمة في المزدوج الحراري) ، يكون معامل تحويل درجة الحرارة النموذجي (حساسية الازدواج الحراري) في النطاق 10 ... 50 V / ° C.

الخصائص الرئيسية لبعض أنواع TP

في ممارسة قياسات درجة الحرارة النموذجية ، غالبًا ما تستخدم المزدوجات الحرارية من ثلاثة أنواع: J ، K ، T.
المزدوجات الحرارية اكتب Jلها تكلفة دنيا وحساسية عالية ودقة معتدلة ، ولكن لا يمكن (لا ينبغي) استخدامها لفترة طويلة في درجات حرارة قصوى (أعلى من 1000 درجة مئوية) ، نظرًا لانتهاك خصائص المعايرة.
المزدوجات الحرارية اكتب K.تتميز بمتوسط ​​التكلفة ودقة متوسطة وحساسية جيدة ونطاق واسع لدرجة الحرارة (حتى 1300 درجة مئوية). هذا النوع من المزدوجات الحرارية هو الأكثر شيوعًا.
المزدوجات الحرارية اكتب T.لديها متوسط ​​التكلفة ، متوسط ​​الحساسية ، دقة عالية. إنها مناسبة للعمل في درجات حرارة منخفضة.

أنواع المزدوجات الحرارية صو س.