Преобразователи термоэлектрические бескорпусные ТПП10-Е
Преобразователи термоэлектрические бескорпусные ТПП10-Е — это чувствительные элементы в виде термопары с номинальной статической характеристикой (НСХ) типа S (платина — родий/платина), предназначенные для встраивания в защитные гильзы, корпуса датчиков температуры или непосредственно в технологическую зону измерения. Конструктивно ТПП10-Е поставляются без внешнего корпуса и арматуры, что позволяет проектировать первичные измерительные преобразователи под конкретные условия эксплуатации с учётом требований по герметичности, вибростойкости и тепловой инерции.
Рабочий диапазон измеряемых температур для ТПП10-Е составляет от 0 до 1300 C, кратковременно — до 1350 C. Благодаря применению благородных металлов в термоэлектродной паре, преобразователи обеспечивают высокую стабильность термоэлектрической характеристики в окислительных и нейтральных средах. Воспроизводимость показаний и малый дрейф позволяют использовать ТПП10-Е в качестве рабочих эталонов при поверке и калибровке менее точных средств измерений.
Конструктивные особенности и материалы
Термоэлектроды изготавливаются из проволоки диаметром 0,5 мм (возможно исполнение 0,3 мм для снижения тепловой инерции). В качестве изоляции применяются керамические бусы (двухканальная керамика) из высокоглинозёмистой керамики ВГ-7 или алундовой керамики АГ-13, обеспечивающие электрическую изоляцию термоэлектродов при температурах до 1400 C. Рабочий спай выполняется аргонодуговой сваркой, что исключает загрязнение платиновых термоэлектродов посторонними металлами и сохраняет стабильность НСХ.
Свободные концы термоэлектродов лудятся или обжимаются в наконечники для последующего подключения к удлиняющим термоэлектродным проводам (компенсационным проводам) типа КС. Длина чувствительного элемента, диаметр и тип изоляции, а также способ монтажа (подвижный или неподвижный штуцер) определяются при заказе в зависимости от конструкции защитной арматуры.
Применение в промышленности
Бескорпусное исполнение ТПП10-Е ориентировано на применение в следующих отраслях и узлах:
- металлургические печи (нагревательные, термические, цементационные) для контроля температуры в зоне нагрева;
- стекловаренные печи и ванны расплавленного стекла;
- высокотемпературные установки в производстве керамики и огнеупоров;
- печи для обжига в химической промышленности;
- лабораторные и испытательные печи, калибровочные установки;
- энергетическое оборудование — камеры сгорания и газоходы высокотемпературных установок.
ТПП10-Е применяются в системах автоматического регулирования температуры, где требуется высокая точность и повторяемость измерений. Благодаря отсутствию корпуса, преобразователь может быть встроен в защитную гильзу из жаропрочной стали, керамики или кварца, что позволяет адаптировать датчик к агрессивным средам и высоким давлениям.
Метрологические характеристики
Класс допуска по ГОСТ Р 8.585 — 1 или 2. Пределы допускаемых отклонений термоэлектрической ЭДС для класса 1 составляют 1,0 C в диапазоне до 1100 C и [1 + 0,003 (t 1100)] C в диапазоне 1100–1300 C. Для класса 2 — 1,5 C до 600 C и 0,25% от измеряемой температуры в диапазоне 600–1300 C.
| Параметр | Значение для ТПП10-Е | Примечание | Единица измерения | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр термоэлектродов | 0,5 | возможно 0,3 | мм | стандарт |
| Верхний предел измерений | 1300 | кратковременно 1350 | C | окислительная среда |
| Тепловая инерция | не более 5 | в защитной гильзе | с | при 0,5 мм |
| Электрическое сопротивление | не более 10 | при 20 C | Ом | длина 1000 мм |
| Класс допуска | 1 или 2 | по ГОСТ Р 8.585 | — | по заказу |
Особенности монтажа и эксплуатации
При встраивании ТПП10-Е в защитную арматуру необходимо обеспечить плотный контакт рабочего спая с дном гильзы для минимизации тепловой инерции и погрешности от теплоотвода. Рекомендуется применять гильзы с внутренним диаметром не менее 8 мм для свободного размещения керамической изоляции. Для компенсации теплового расширения термоэлектродов при длине более 500 мм предусматривается установка подпружинивающего механизма в головке датчика.
Подключение к измерительному прибору выполняется компенсационными проводами типа КС (медь — сплав ТП), которые должны быть подключены с соблюдением полярности. Несоблюдение полярности или использование обычных медных проводов на участке между преобразователем и прибором приводит к дополнительной погрешности, возрастающей с увеличением разности температур между свободными концами и клеммами прибора.
Вопросы и ответы
Чем отличается бескорпусный ТПП10-Е от преобразователя в защитной арматуре?
Бескорпусное исполнение представляет собой только чувствительный элемент с термоэлектродами и керамической изоляцией. Защитная гильза, штуцер и головка подбираются отдельно под условия эксплуатации, что даёт возможность проектировать датчик под конкретную технологическую установку.
Какой класс точности доступен для ТПП10-Е?
Преобразователи изготавливаются с классом допуска 1 или 2 по ГОСТ Р 8.585. Класс 1 обеспечивает пределы допускаемых отклонений 1,0 C до 1100 C, что достаточно для применения в качестве рабочего эталона.
Можно ли использовать ТПП10-Е в восстановительных средах?
Платиновые термоэлектроды чувствительны к восстановительным атмосферам и парам кремния, что вызывает охрупчивание и дрейф НСХ. Для таких сред требуется обязательная установка защитной гильзы из жаропрочной стали или керамики, исключающей контакт термоэлектродов с агрессивной средой.
Какой диаметр термоэлектродов выбрать для уменьшения тепловой инерции?
Термоэлектроды диаметром 0,3 мм обеспечивают меньшую тепловую инерцию и более быстрый отклик, однако имеют повышенное электрическое сопротивление и меньший ресурс при вибрационных нагрузках. Для стационарных печей с умеренной вибрацией оптимален диаметр 0,5 мм.
