В процессе эксплуатации термоэлектрических преобразователей (термопреобразователей , ТП) в термоэлектродах неизбежно возникает термоэлектрическая неоднородность (ТЭН), определяемая как отклонение дифференциальной чувствительности (коэффициент Зеебека) на данном участке термоэлектрода от некоторого нормированного значения. Скорость развития ТЭН и её величина зависят от ряда причин, связанных с воздействием внешней среды, особенно при высокой температуре, и вызывающих изменения состава и структуры материалов термопары.

ТЭН играет важную роль в контактной термометрии. Она в значительной мере затрудняет взаимозаменяемость ТП, использовавшихся ранее в различных условиях эксплуатации, снижает точность результатов измерений. Погрешность неоднородного ТП в зависимости от условия применения может достигать нескольких десятков градусов. В настоящее время нет теории, позволяющей однозначно определить вид зависимости ТЭН от температуры в широком диапазоне и её взаимосвязь с изменениями состава и структуры термоэлектродных сплавов. Единственный способ учесть вклад ТЭН в неопределенность температурных измерений - это сличение непосредственно на термометрируемом объекте показаний рабочего ТП с показаниями контрольного, влияние ТЭН на который учтено или пренебрежимо мало.

Например, в стандарте AMS (требования к аэрокосмическим материалам) 2750 "Пирометрия" международного общества SAE есть требование, предписывающее производить сличение показаний рабочего ТП с контрольным, без его демонтажа из печи. Реализуется данное требование путем установки контрольного ТП вблизи рабочего таким образом, чтобы обеспечивать регламентируемое стандартом расстояние между их торцами (от 76 мм до 305 мм в зависимости от класса оборудования). При этом разница в показаниях не должна превышать ±3°С для расстояний менее 76 мм и ±6°С для расстояний менее 305 мм.

Известны также рекомендации, изложенные в руководстве по использованию термопар MNL-12 американского общества по испытанию материалов. В нем влияние ТЭН предлагается устранить по одному из трех вариантов. Первый: контрольный ТП может быть установлен в дополнительном отверстии, просверленном в объекте рядом с местом установки рабочего ТП. Второй: в случае, когда ТП помещен в дополнительную защиту - термометрический карман в виде чехла из чугуна, шамотной глины, карбида кремния или другого огнеупора, который расположен стационарно на термометрируемом объекте, - контрольный ТП можно также разместить в нем. Третий вариант гораздо менее удовлетворителен. Он заключается в том, что запись показаний калибруемого ТП производится в момент, когда термометрируемый объект достигнет относительно постоянной температуры, затем ТП вынимается и на его место, на ту же глубину устанавливается контрольный. Так как, в большинстве печей, используемых в промышленных процессах, происходят достаточно большие колебания температуры, то при использовании данного способа калибровки нет уверенности, что эталонный ТП будет находиться при той же температуре, что и калибруемый.

К недостаткам описанных способов можно отнести то, что их реализация не всегда возможна по условиям безопасной эксплуатации и требует дополнительных затрат на организацию дополнительного отверстия или увеличение диаметра термометрического кармана. А также то, что величина погрешности сличения, как правило, превышает величину в 1°С, установленную ГОСТ 8.558-93, что не позволяет присвоить способу статус периодической поверки рабочих ТП.

Задача, решенная специалистами ПК "Тесей", состояла в разработке способа контроля достоверности показаний ТП без демонтажа с термометрируемого объекта с неопределенностью, позволяющей присвоить способу статус периодической поверки, и конструкции термоэлектрического преобразователя с кабельной термопарой в качестве термочувствительного элемента для реализации предлагаемого способа. Для чего и были разработаны конструкции термоэлектрических преобразователей серии 21.ХХ типов КТхх и ТППТ(ТПРТ) с дополнительным каналом, позволяющим размещать в нем контрольную термопару.

• «« В начало
• « Предыдущая
• 1
• Следующая »
• В конец »»