Penerapan termometer termokopel dalam teknik tenaga air

Thermocouple Thermometer termasuk instrumen pengukur suhu kontak. Ini mengukur suhu berdasarkan prinsip efek termoelektrik, juga dikenal sebagai efek Seebeck, dan merupakan elemen pengukuran suhu yang umum digunakan dalam instrumen pengukuran suhu. Artikel ini terutama memperkenalkan penerapan termometer termokopel dalam rekayasa tenaga air untuk referensi pembaca.

1. Prinsip dasar termokopel
Thermocouple Thermometer termasuk instrumen pengukur suhu kontak. Ini mengukur suhu berdasarkan prinsip efek termoelektrik, juga dikenal sebagai efek Seebeck, dan merupakan elemen pengukuran suhu yang umum digunakan dalam instrumen pengukuran suhu. Hubungkan konduktor A dan B dari bahan yang berbeda ke loop tertutup, dengan satu ujung bersentuhan dengan titik pengukuran suhu yang disebut ujung pengukuran (atau ujung kerja) dan ujung lainnya disebut ujung referensi (atau ujung bebas). Jika suhu t dan t {{0}} pada ujung pengukuran dan ujung referensi berbeda, potensi termoelektrik EAB (t, t {{2}) dihasilkan antara A dan B di sirkuit, yang disebut efek Seebeck atau efek termoelektrik. Ukuran EAB bervariasi dengan bahan konduktor A dan B, serta suhu t dan t 0 di kedua ujungnya. Jenis sirkuit ini disebut termokopel prototipe. Dalam aplikasi praktis, salah satu ujung A dan B dilas bersama -sama sebagai ujung pengukuran termokopel dan ditempatkan pada suhu yang diukur T, sedangkan ujung referensi dipisahkan dan dihubungkan ke instrumen tampilan dengan kawat, dan suhu T0 pada titik kontak ujung referensi tetap stabil. Potensi yang diukur dengan instrumen tampilan hanya bervariasi dengan suhu yang diukur.
Ketika bahan logam ketiga terhubung ke sirkuit termokopel, selama suhu dua kontak bahan adalah sama, potensi termoelektrik yang dihasilkan oleh termokopel akan tetap tidak berubah dan tidak akan terpengaruh oleh koneksi logam ketiga ke sirkuit. Oleh karena itu, saat menggunakan termokopel untuk pengukuran suhu, instrumen pengukur dapat dihubungkan untuk mengukur potensi termoelektrik, dan suhu media yang diukur dapat ditentukan.
Menurut hubungan antara potensi termoelektrik dan fungsi suhu. Dapat dibuat menjadi tabel kalibrasi termokopel. Tabel kelulusan diperoleh di bawah kondisi suhu akhir bebas ke =0 derajat. Termokopel yang berbeda memiliki tabel kelulusan yang berbeda.
Secara teori, dua jenis konduktor dapat dikonfigurasi menjadi termokopel, tetapi pada kenyataannya, tidak semua bahan dapat digunakan untuk membuat termokopel. Oleh karena itu, bahan elektroda termoelektrik harus memenuhi persyaratan berikut:
(1) Bahan termokopel dapat menghasilkan potensi termoelektrik yang tinggi ketika mengalami suhu, dan hubungan antara potensi termoelektrik dan suhu lebih disukai merupakan hubungan fungsi nilai linier atau kira -kira linier;
(2) Ini dapat mengukur suhu tinggi dan diterapkan di dalam negeri pada kisaran suhu yang luas. Setelah penggunaan jangka panjang, sifat fisik dan kimianya serta karakteristik termoelektrik tetap stabil;
(3) Bahan diperlukan untuk memiliki koefisien resistansi suhu rendah, resistivitas listrik yang tinggi, konduktivitas yang baik, dan kapasitas termal yang kecil; Reproduksibilitas yang baik, nyaman untuk produksi dan pertukaran massal, dan mudah untuk mengembangkan tabel penilaian terpadu;
(4) kinerja mekanik yang baik dan bahan seragam;
(5) Sumber daya yang berlimpah dan harga yang terjangkau.
Untuk memastikan operasi termokopel yang andal dan stabil, persyaratan berikut diperlukan:
(1) pengelasan dua elektroda termoelektrik yang membentuk termokopel harus tegas dan aman;
(2) dua elektroda termoelektrik harus diisolasi dengan baik dari satu sama lain untuk mencegah sirkuit pendek;
(3) Koneksi antara kawat kompensasi dan ujung bebas termokopel harus nyaman dan dapat diandalkan;
(4) Lengan pelindung harus memastikan isolasi yang cukup antara elektroda termoelektrik dan media berbahaya. Karakteristik termometer termokopel meliputi:
(1) Akurasi pengukuran tinggi. Karena termokopel bersentuhan langsung dengan objek yang diukur dan tidak terpengaruh oleh media perantara.
(2) Rentang pengukuran yang luas. Termokopel yang umum digunakan dapat mengukur secara terus menerus dari -50 ke {+1600 derajat, sementara beberapa termokopel khusus dapat mengukur suhu serendah {-269 (seperti derajat nikel besi) dan setinggi +2800 (seperti tungsten rhenium).
(3) Konstruksi sederhana dan mudah digunakan. Termokopel biasanya terdiri dari dua jenis kabel logam yang berbeda, dan tidak dibatasi oleh ukuran atau pembukaan. Mereka memiliki lengan pelindung di luar, membuatnya sangat nyaman untuk digunakan. Thermocouple adalah elemen penginderaan suhu yang dapat mengubah sinyal suhu menjadi sinyal potensial termoelektrik. Dengan bekerja sama dengan instrumen pengukuran listrik, suhu yang diukur dapat diukur.
2. Pemilihan termometer termoelektrik
Termokopel yang umum digunakan dapat dibagi menjadi dua kategori: termokopel standar dan termokopel non-standar. Termokopel standar mengacu pada termokopel yang potensi termoelektrik dan hubungan suhu, kesalahan yang diijinkan, dan skala standar terpadu ditentukan dalam standar *****, dan memiliki instrumen tampilan yang cocok yang tersedia untuk pemilihan. Termokopel yang tidak standar tidak banyak digunakan atau dengan urutan besar yang sama dengan termokopel standar, dan umumnya tidak memiliki tabel kalibrasi terpadu. Mereka terutama digunakan untuk pengukuran dalam acara -acara khusus tertentu. Termokopel standar diproduksi sesuai dengan standar IEC ******. Tanda divisi termokopel terutama mencakup S, R, B, N, K, E, J, T, dll. Di antaranya, S, R, dan B milik termokopel logam mulia, sedangkan N, K, E, J, dan T milik termokopel logam rendah.
Karakteristik skala S adalah kinerja antioksidan yang kuat, cocok untuk penggunaan terus menerus dalam atmosfer pengoksidasi dan inert, dengan suhu penggunaan jangka panjang 1400 derajat dan suhu penggunaan jangka pendek 1600 derajat. Di antara semua termokopel, tingkat akurasi tanda skala S adalah * * * tinggi dan biasanya digunakan sebagai termokopel standar;
Dibandingkan dengan skala S, skala R memiliki kinerja yang hampir identik kecuali untuk peningkatan 15% dalam potensi termoelektrik;
Tanda divisi B memiliki potensi termoelektrik yang sangat kecil pada suhu kamar, sehingga kabel kompensasi umumnya tidak diperlukan selama pengukuran. Suhu penggunaan jangka panjangnya adalah 1600 derajat, dan suhu penggunaan jangka pendeknya adalah 1800 derajat. Ini dapat digunakan dalam oksidasi atau atmosfer netral, serta untuk penggunaan jangka pendek dalam kondisi vakum.
Karakteristik skala N adalah resistensi oksidasi suhu tinggi yang kuat pada 1300 derajat, stabilitas jangka panjang yang baik dari potensi termoelektrik dan reproduktifitas siklus termal jangka pendek, dan resistensi yang baik terhadap iradiasi nuklir dan suhu rendah. Ini sebagian dapat menggantikan termokopel skala S;
Karakteristik skala k adalah kinerja antioksidan yang kuat, cocok untuk penggunaan terus menerus dalam atmosfer pengoksidasi dan lembam, dengan suhu penggunaan jangka panjang 1000 derajat dan suhu penggunaan jangka pendek 1200 derajat. Banyak digunakan di semua termokopel;
Karakteristik dari tanda e-divisi adalah bahwa ia memiliki potensi termoelektrik yang besar dan sensitivitas tinggi di antara termokopel yang umum digunakan. Cocok untuk penggunaan terus menerus dalam atmosfer pengoksidasi dan inert, dengan kisaran suhu 0-800 derajat;
Karakteristik dari tanda divisi J adalah bahwa ia dapat digunakan di kedua atmosfer pengoksidasi (dengan batas suhu atas 750 derajat) dan mengurangi atmosfer (dengan batas suhu atas 950 derajat), dan tahan terhadap korosi gas H2 dan CO. Ini biasanya digunakan dalam industri pemurnian dan kimia;
Karakteristik dari skala T adalah bahwa ia memiliki tingkat akurasi tertinggi di antara semua termokopel logam berbiaya rendah, dan biasanya digunakan untuk mengukur suhu di bawah 300 derajat.
Karena fakta bahwa bahan termokopel umumnya mahal (terutama saat menggunakan logam mulia), dan jarak antara titik pengukuran suhu dan instrumennya jauh, untuk menghemat bahan termokopel dan mengurangi biaya, kabel kompensasi biasanya digunakan untuk memperpanjang ujung dingin (ujung bebas) dari termokopel ke ruang kontrol suhu yang stabil dan menghubungkannya ke terminal instrumen. Harus ditunjukkan bahwa fungsi kawat kompensasi termokopel hanya untuk memperpanjang elektroda termoelektrik dan memindahkan ujung dingin termokopel ke terminal instrumen di ruang kontrol. Ini tidak dapat menghilangkan pengaruh perubahan suhu pada ujung dingin pada pengukuran suhu dan tidak memiliki efek kompensasi. Oleh karena itu, metode koreksi lain perlu digunakan untuk mengkompensasi dampak suhu akhir dingin t {{0}} ≠ 0 derajat pada pengukuran suhu.
Saat menggunakan kabel kompensasi termokopel, penting untuk memastikan bahwa model cocok dan polaritas tidak terhubung secara tidak benar. Suhu pada ujung koneksi antara kawat kompensasi dan termokopel tidak boleh melebihi 100 derajat. Model kompensator suhu persimpangan dingin harus cocok dengan model termokopel dan digunakan dalam kisaran suhu yang ditentukan; Saat menghubungkan kompensator suhu persimpangan dingin ke termokopel, polaritas tidak boleh terhubung secara tidak benar; Sesuaikan titik awal instrumen berdasarkan suhu kesetimbangan kompensator, sehingga pointer menunjukkan suhu pada titik kesetimbangan; Instrumen tampilan dengan mekanisme kompensasi otomatis tidak memiliki kompensator yang terpasang; Kompensator harus secara teratur diperiksa dan dikalibrasi.
Thermocouple Thermometer memiliki berbagai aplikasi dalam produksi industri. Pemilihan termokopel harus terlebih dahulu didasarkan pada batas atas suhu yang diukur, dan pilihan yang benar dari elektroda termokopel dan lengan pelindung harus dibuat; Pilih spesifikasi dan dimensi termokopel berdasarkan struktur dan karakteristik instalasi dari objek yang diuji. Termokopel dapat diklasifikasikan ke dalam jenis industri biasa, jenis lapis baja, dan tipe khusus sesuai dengan bentuk strukturalnya.