Преобразователи термоэлектрические тхк, тха

Конструктивные особенности

Если относиться более скрупулезно к процессу замера температуры, то эта процедура осуществляется с помощью термоэлектрического термометра. Основным чувствительным элементом этого прибора считается термопара.

Сам процесс измерения происходит за счет создания в термопаре электродвижущей силы. Существуют некоторые особенности устройства термопары:

• Электроды соединяются в термопарах для измерения высоких температур в одной точке с помощью электрической дуговой сварки. При замере небольших показателей такой контакт выполняется с помощью пайки. Особенные соединения в вольфрам-рениевых и вольфрамо-молибденовых устройствах проводятся с помощью плотных скруток без дополнительной обработки.

• Соединение элементов проводится только в рабочей зоне, а по остальной длине они изолированы друг от друга.
• Метод изоляции осуществляется в зависимости от верхнего значения температуры. При диапазоне величины от 100 до 120 °C используется любой тип изоляции, в том числе и воздушный. При температуре до 1300 °C применяются трубки или бусы из фарфора. Если величина достигает до 2000 °C, то применяется изоляционный материал из оксида алюминия, магния, бериллия и циркония.
• В зависимости от среды использования датчика, в которой происходит замер температуры, применяется наружный защитный чехол. Выполняется он в виде трубки из металла или керамики. Такая защита обеспечивает гидроизоляцию и поверхностное предохранение термопары от механических воздействий. Материал наружного чехла должен выдерживать высокую температуру воздействия и обладать отличной теплопроводностью.

Вам это будет интересно  Киловатт — производная единица измерения мощности

https://youtube.com/watch?v=jP0vp1dY374

ТП без ИП

Класс допуска	Диапазон измерений температуры, °С	Пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ , °С
для датчиков с НСХ типа «N»
1	от -40 до +375 включ. св. +375 до +1250	±1,5 ±0,004|t|
2	от -40 до +333 включ. св. +333 до +1300	±2,5 ±0,0075|t|
для датчиков с НСХ типа «K»
1	от -40 до +375 включ. св. +375 до +1100	±1,5 ±0,004|t|
2	от -40 до +333 включ. св. +333 до +1250	±2,5 ±0,0075|t|
для датчиков с НСХ типа «L»
2	от -40 до +360 включ. св. +360 до +600	±2,5 ±(0,7+0,005|t|)
для датчиков с НСХ типа «J»
1	от -40 до +375 включ. св. +375 до +750	±1,5 ±0,004|t|
2	от -40 до + 333 включ. св. +333 до +750	±2,5 ±0,0075|t|
для датчиков с НСХ типа «Т»
1	от -40 до +125 включ. св. +125 до +350	±0,5 ±0,004|t|
2	от -40 до +135 включ. св. +135 до +350	±1 ±0,0075|t|
Примечание — |t| – абсолютное значение температуры, °С.

Технические характеристики

Таблица 1 — Метрологические характеристики

Условное обозначение НСХ ТП по ГОСТ Р 8.585-2001
ТХА	К
ТХК	L
Диапазон измеряемых температур, °С:
— для ТХА-ПТН, ТХК-ПТН	от 0 до +600
— для ТХА-ШС, ТХК-ШС	от 0 до +300
— для ТХА-ФТ, ТХК-ФТ	от 0 до +250
Пределы допустимых отклонений от НСХ ГОСТ Р 8.585-2001 в зависимости от модификации и исполнения ТП, °С:
Обозначение модификации преобразователя	Класс допуска 1	Класс допуска 2
а)    для ТХА- ПТН —    в диапазоне температур от 0 до +375 включ. °С —    в диапазоне температур св. 375 до +600 включ. °С —    в диапазоне температур от 0 до +333 включ. °С —    в диапазоне температур св. 333 до +600 включ. °С б)    для ТХК- ПТН —    в диапазоне температур от 0 до +300 включ. °С —    в диапазоне температур св. +300 до +600 включ. °С где t — измеренное значение °С	±1,5 ±0,004 t	±2,5 ±0,0075 t ±2,5 ±0,0075 t
в)    для ТХА-ШС —    в диапазоне температур от 0 до +300 включ. °С г)    для ТХК-ШС —    в диапазоне температур от 0 до +300 включ. °С	±1,5	±2,5 ±2,5
д) для ТХА-ФТ —    в диапазоне температур от 0 до +250 включ. °С ж) для ТХК-ФТ —    в диапазоне температур от 0 до +250 включ. °С	±1,5	±2,5 ±2,5

Таблица 2 — Основные технические характеристики

Диаметр термоэлектродов, мм	от 0,2 до 1,2
Длина термоэлектродов, мм	от 250 до 20 000
Средний срок службы, лет	0,5

Разновидности преобразователей термоэлектрического типа

Виды термопар чрезвычайно обширные.  Есть два основных фактора разделения: по разновидности сплавов и по варианту спайки. А также отдельным типом являются многоточечные ТП.

Тип электропар в зависимости от сплавов проводников

Термопара создает ЭДС, принцип всегда аналогичный, но сплавы нагреваются по-разному, поэтому рабочие диапазоны, скорость срабатывания, погрешности могут колебаться.

Разные сочетания металлов обладают своими параметрами, определяющими выходной импульс напряжения, но главное — температурный диапазон, в котором допускается использовать ту или иную разновидность сенсора

При росте амплитуды выходного напряжения улучшается разрешение измерений. Растет повторяемость, соответственно, и точность.

Есть разные соотношения разрешения и диапазона t° у конкретных типов ТП, что делает их подходящими для определенных условий.

Есть 9 типов термопар по составу сплавов проводников:

Разновидности обозначаются буквами. (J, K, T, E, N, R, S, B, C).

Для нас важна термопара типа К (другое обозначение — ТХА): она наиболее распространенная, подходит для применения в бытовых, других приборах и для задач, не имеющих каких-либо особых требований.

Традиционно ТХА рекомендована всегда, если только нет обоснований для использования иных видов. Ниже приведем описание термопары типа К из узкопрофилированного сайта по электронике:

Проверка, ремонт и замена термопары

Рассмотрим неисправности на примере термопары датчика газового котла, в таких приборах она также называется сенсором пламени. По ходу раскроем некоторые нюансы по эксплуатации термоэлектрических детекторов, как они устроены, из чего состоит такой прибор.

Признаки поломки:

• затухание фитиля, в момент, когда одновременно отпускают кнопку зажигания;
• огонек остается, но после розжига главной горелки подача топлива снова перекрывается, котел гаснет вообще.

Причины:

• электроды, горячий спай покрылись сажей, прогреваются не достаточно. Поэтому напряжение на цепи падает ниже критического минимума, нужного для сработки прибора;
• прогар защитной капсулы ТП;
• нарушены контакты на точке спаев, обрыв проволоки;
• отошли крепежные гайки;
• перекос рабочего стержня и, как следствие, плохой прогрев запальником;
• сломался датчик тяги или его электроцепь оборвана.

Починка, восстановление

Термопары чувствительные к любым повреждениям и загрязнениям: эти факторы могут уменьшить выдаваемое датчиком напряжение ниже критической границы. Характерная частая причина плохой работы — нагар, сажа на рабочем (нагреваемом) сегменте. Для восстановления достаточно произвести чистку мягкой щеткой, ваткой со спиртом

Важно не допустить царапин, механических повреждений. После очистки надо провести проверку мультиметром

Часто причиной неисправностей являются окислившиеся контакты, их можно зачистить мелкозернистой (нулевкой) наждачкой, но без чрезмерных усилий

Таким образом, если есть нагар, сажа, окисления, отошедшие или оборванные контакты, крепежи и подобное, то ТП возможно отремонтировать. Но если обнаружены глубокие черные вмятины, прогары (дыры), то такой элемент обычно не восстанавливается. Теоретически можно соорудить новый защитный кожух, попробовать наново спаять концы, если они разошлись, но нет гарантии, что такая починка будет качественная. А от неэффективной работы есть риск значительного ухудшения ресурса обслуживаемого прибора, вероятность аварийных ситуаций увеличивается. Почти всегда сенсоры с такими критическими перечисленными поломками заменяют на новые без раздумий.

Запасные элементы продаются в спецмагазинах, точках сервисного обслуживания. Подобрать не составит труда — достаточно выбрать аналогичный или подходящий по параметрам детектор для конкретной модели оборудования. Замена элементарная — отщелкнуть старую ТП и подключить (воткнуть) в посадочные места новую.

Сложность может быть лишь в том, что прибор придется разбирать, снимать крышки, узлы с горелками и так далее.

Как проверить термопару

Термопары — очень простые устройства, но знание того, что они работают правильно, иногда может немного сбивать с толку, особенно если датчик термопары дает неправильные показания. Вот несколько советов, как убедиться, что ваша термопара работает правильно.

Лучшим инструментом для использования является термометр с термопарой, поскольку он даст вам измерение температуры, а не напряжение, которое будет значить гораздо меньше.

Важно, чтобы любые испытания проводились на термопаре, не измеряющей окружающую среду. Если нет разницы температур от одного конца датчика до другого, то сигнал равен нулю, что делает любое тестирование неэффективным

Важно повысить температуру измерительного наконечника.

Если датчик работает правильно, измерение температуры будет точным представлением измеряемого объекта. Вы также должны заметить быструю реакцию датчика на любое изменение температуры.

Есть два основных типа отказа

. Первый —размыкание цепи термопары . Другими словами, в одном или обоих проводниках термопары возникает разрыв. Весьма вероятно, что на вашем приборе будет отображаться OL или что-то подобное для обозначения этой разомкнутой цепи.

Второй способ отказа более тонкий и может потребовать тщательного исследования, чтобы найти неисправность. Здесь происходит разрыв изоляции между двумя проводниками, возможно, из-за перегрева или чрезмерного изгиба. Это вызывает короткое замыкание

в этой точке. Проблема в том, что термометр термопары будет продолжать показывать измерения, но теперь они не будут точными. Время отклика также может быть очень медленным или вообще отсутствовать. Причина этого в том, что короткое замыкание теперь действует как спай термопары, и температура измеряется в этой точке, а не на наконечнике. Нагрев короткого замыкания, если вы можете его найти, покажет нормальную реакцию.

В обоих вышеуказанных случаях весьма вероятно, что термопары неисправны и нуждаются в замене. Свяжитесь с нами, чтобы получить предложение по замене неисправных датчиков термопар.

ТП с ИП с выходным сигналом постоянного тока

Исполнение ТП (НСХ)	Диапазон выходного сигнала, мА	Диапазон измерений температуры,°С	Пределы допускаемой основной приведенной погрешности (при температуре окружающей среды (tокр) от +18 до +22 °С), % (от диапазона измерений) 1)2)
ТНН (N)	от 4 до 20, от 20 до 4, от 0 до 5	от -40 до +1250	±0,25; ±0,5; ±1,0
ТХА (K)	от -40 до +1250	±0,25; ±0,5; ±1,0
ТХК (L)	от -40 до +600	0,25; ±0,5; ±1,0
ТЖК (J)	от -40 до +750	±0,5; ±1,0
ТМК (T)	от -40 до +350	±0,5; ±1,0

1) Разность верхнего и нижнего пределов диапазона измерений должна быть:

• не менее 400 °С для ТП с пределом допускаемой основной приведенной погрешности ±0,25 %,
• не менее 200 °С для ТП с пределом допускаемой основной приведенной погрешности ±0,5 %,
• не менее 100 °С для ТП с пределом допускаемой основной приведенной погрешности ±1 %.

2) У ТП типа ЭнИ-300 ТНН, ЭнИ-300 ТХА с нижним пределом измерений свыше плюс 800 °С абсолютная погрешность выбирается из значений ±4 °С или в процентах от диапазона измерений, выбранного при заказе, в зависимости от того, что больше.

Какой термометр выбрать: с термопарой или с терморезистором

Устройство и принцип действия термопары в термоэлектрическом измерителе и терморезистора в термометре сопротивления:

Нельзя однозначно для всех ситуаций рекомендовать, какие детекторы лучшие: термометр с термопарой или с термистором (ТС, он же термометр сопротивления), так как надо учитывать среду и сопоставлять со свойствами этих типов термодатчиков — каждый имеет свои плюсы и минусы. Подробно мы их рассмотрели.  Теперь опишем пример выбора.

Первым делом сравнивают характеристики, сопоставляют:

• с требуемой точностью. Для не особо требовательных целей отклонение на 1–2 градуса не будет критичным. Но для приборов требовательных к точности данный параметр важен. В большинстве случаев корректнее термисторы, но также данный параметр у разных моделей сенсоров может быть равным, что мы видим в таблице;
• с рабочим температурным диапазоном. Тут ТП, безусловно, лучше, охватывает рамки t° намного шире;
• скорость реакции лучше у термопар, но это общее правило. Данный параметр может также сравниваться (см. табл.);
• термоэлектрический преобразователь лучше выдерживают вибрации, механические нагрузки, агрессивные среды.

Определить лучший вариант прибора надо с учетом всех нюансов и поставленных целей. Опишем это в примере:

обслуживаемая зона — сегмент трубопровода с изменяющимися постоянно условиями, с вибрациями

Температура −200…+300° C;
цель — максимальная точность, и это самое важное условие;
можно подобрать термодатчики обоих типов. На первый взгляд ТП более подходящая, так как устойчивее к нагрузкам, вибрации;
в итоге выбран термисторный прибор, так как цель — точность, а у этого типа сенсоров она выше

Кроме того, применили именно тонкопленочный термистор, этот вариант сенсора более стойкий к вибрациям нагрузкам.

Второй пример:

• среда — реактор, +550…+900° C, уровень вибрации низкий;
• цель — точность ±5° C;
• ТС выдают стабильно точные измерения, особенно при невысоких вибрациях, но не надо забывать о диапазоне t°. Термисторы не стоит применять при выше + 850° C. Поскольку наша среда имеет от +900, выбран термометр с термопарой.

Описание

Принцип действия преобразователей термоэлектрических типа ТХК, ТХА основан на преобразовании тепловой энергии в термоэлектродвижущую силу при наличии разности температур между его свободными концами и рабочим концом. По принципу применения преобразователи термоэлектрические типа ТХК, ТХА относятся к ТП кратковременного применения (терминология по ГОСТ 6616-94) и используются для технологического контроля соблюдения температурных режимов в различных производственных процессах.

Преобразователи термоэлектрические типа ТХК, ТХА выпускаются в следующих модификациях ТХК, ТХА, которые отличаются номинальной статистической характеристикой по ГОСТ Р 8.585-2001. Каждая из модификаций может быть выполнены в нескольких исполнениях, которые различаются материалом защитной арматуры, диаметром термоэлектродов и длиной ТП.

Преобразователи термоэлектрические типа ТХК, ТХА изготавливаются для эксплуатации в не агрессивных средах со сроком службы не более 6 месяцев.

_Структура условного обозначения ТП._

ТХХ (Х) — ХХХ -Х — Х -Х -Х

Длина преобразователя, мм от 250 до 20 000

Диаметр термоэлектродов, мм _от 0,2 до 1,2

Изоляция рабочего спая: И — изолированный Н- неизолированнй

Класс допуска 1 или 2

Материал защитной арматуры: ПТН — стеклонить повышенной нагревостойкости

ШС — стеклочулок ФТ- фторопласт повышенной нагревостойкости

Тип: ТХА(К); ТХК(Ь):

Общий вид преобразователей термоэлектрических типа ТХК, ТХА представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 — Общий вид преобразователей термоэлектрических типа ТХК, ТХА

Описание

Принцип работы термопреобразователя основан на преобразовании тепловой энергии в ТЭДС термопары при наличии разности температур между его горячим спаем и свободными концами. Термопара — два проводника из разнородных материалов, соединенных на одном конце и образующих часть устройства, использующего термоэлектрических эффект для измерения температуры.

Чувствительные элементы термопреобразователей представляют собой термопару в виде сваренных на одном конце термоэлектродов, изолированных керамическими изоляторами или изготовленные из гибкого термопарного кабеля в металлической оболочке с жаропрочной минеральной изоляцией. Кабельные термопары могут быть изготовлены с изолированным или с неизолированным от оболочки кабеля рабочим спаем.

Кабельные термопары могут быть с одним или двумя рабочими спаями в одном кабеле.

Термопреобразователи являются однозонными или многозонными с распределением рабочего спая каждой зоны по длине термопреобразователя. Количество отдельных зон от 3 до 10.

Корпусные термопреобразователи представляют из себя чувствительный элемент, помещенный в защитную арматуру из стальной жаропрочной трубы или в керамический чехол. Термоэлектроды чувствительного элемента подключены к контактной колодке, расположенной в герметичной головке на конце защитной арматуры или к контактам цилиндрического соединителя.

Защитная арматура может быть без элементов крепления или с элементами крепления в виде подвижного или неподвижного резьбового штуцера, накидной гайки или фланца.

Корпусные термопреобразователи разборной конструкции допускают замену сменной термовставки из проволочных термоэлектродов, изолированных керамическими изоляторами или кабельной термовставки.

Ввод внешнего соединительного кабеля с жилами из компенсационного провода в герметичную головку осуществляется через вводное устройство с резиновым эластичным уплотнительным концом. Конструкция нажимного резьбового штуцера вводного устройства позволяет осуществлять монтаж бронированным кабелем с диаметром наружной изоляции до 14 мм. Свободные концы чувствительных элементов крепятся в голове к клеммной коробке, также термопреобразователи могут быть укомплектованы защитными гильзами.

Термопреобразователи по исполнению могут быть одинарные или сдвоенные по количеству чувствительных элементов, одноканальные, погружаемые, имеют разборную конструкцию.

Конструктивное исполнение модификаций термопреобразователей приведены на листах 2,3.

Рис.2

Рис.3

Рис.5

Рис.12

Рис.11

Рис.13

Рис.17

Рис.18

Рис.19

Рис.35

Быстродействие измерения

Динамическое быстродействие первичного преобразователя может быть важно, если температура технологического процесса меняется быстро и в систему управления необходимо подавать быстро меняющиеся входные сигналы. Первичный преобразователь, установленный непосредственно в технологическую линию, будет иметь большее быстродействие, чем первичный преобразователь с защитной гильзой

Важно отметить, что если никакой защитной гильзы не применяется, чувствительный элемент подвергается воздействию среды технологического процесса и его невозможно заменить, не прерывая потока, для чего часто требуется останавливать технологический процесс и опорожнять технологическую систему. Указания по проектированию на большинстве производств не позволяют использовать первичные преобразователи без защитных гильз

Такие установки гораздо менее безопасны с точки зрения возможной разгерметизации технологических установок, в них возможны более частые выходы из строя первичных преобразователей из-за воздействия неблагоприятных условий технологического процесса, и они часто требуют дорогостоящих остановок технологического процесса для замены отказавшего первичного преобразователя. Применение защитных гильз решает эту проблему.

Но если используется защитная гильза, очевидно, что время реакции увеличивается (быстродействие уменьшается) из-за возрастания тепловой массы узла. Ключом к оптимизации быстродействия является уменьшение массы при сохранении достаточной физической прочности, чтобы узел выдерживал давление технологического процесса и силы, создаваемые потоком среды. Защитные гильзы меньшего диаметра обеспечивают более высокое быстродействие, так как требуется нагревать и охлаждать меньшее количество материала

Также важно правильно установить первичный преобразователь, чтобы добиться высокого быстродействия. Первичный преобразователь должен быть достаточно длинным, чтобы его конец касался дна защитной гильзы для обеспечения хорошей теплопроводности

Диаметр первичного преобразователя также должен быть таким, чтобы он плотно входил в защитную гильзу и воздушный зазор между первичным преобразователем и защитной гильзой был минимален. Кроме того, быстродействие улучшается путем использования подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем. Характеристики измеряемой среды также влияют на быстродействие, особенно ее скорость потока и плотность. Быстро движущаяся среда передает тепло и меняющуюся температуру лучше, чем медленно движущаяся, а более плотные среды (жидкости) являются лучшими проводниками тепла, чем среды с малой плотностью (газы).

Сравнение быстродействия систем измерения температуры, использующих термопару без защитной гильзы или ТС без защитной гильзы в системе с текущей водой показало, что заземленный конец термопары имеет быстродействие примерно в 2 раза выше, чем подпружиненный датчик ТС. При измерениях в потоке воздуха ТС работает несколько быстрее, чем термопара.

Однако эти преимущества существенно нивелируются, если не исчезают полностью, когда первичный преобразователь устанавливается в защитную гильзу. Масса защитной гильзы настолько велика по сравнению с массой первичного преобразователя, что она очевидно оказывает доминирующее влияние на быстродействие системы.

При использовании первичного преобразователя диаметром 6 мм (1/4 дюйма) в системе измерения температуры воды, быстродействие термопары и ТС примерно одинаковое, а при использовании первичного преобразователя диаметром 3 мм, термопара несколько быстрее, чем ТС. При измерении температуры воздуха быстродействие термопар и ТС примерно одинаковое при использовании как 3-миллиметровых (1/8 дюйма), так и 6-миллиметровых первичных преобразователей.

Поскольку в очень малом количестве технологических процессов используются для измерения первичные преобразователи без защитных гильз, изначально присущее термопарам преимущество в быстродействии значительно нивелируется. Вдумчивый разработчик выбирает наилучший первичный преобразователь для данной системы, основываясь на множестве других факторов, и не руководствуется вводящими в заблуждение утверждениями, которые можно слышать так часто: «термопары всегда быстрее, чем ТС».

Схема подключения термопары

• Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
• Подключение с помощью компенсационных проводов;
• Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Как работает датчик пламени в газовом котле

Датчик ионизации пламени – прибор, который призван обеспечить безопасную работу газового котельного оборудования. Устройство следит за наличием огня, и при обнаружении отсутствия пламени автоматически отключает котел. Принцип работы датчика пламени газового котла предусматривает следующее:

• функционал основан на образовании ионов и электронов при зажигании пламени. Образование ионного тока вызывает процесс притягивания ионов к электроду ионизации. Устройство подключается к датчику контроля горения;
• если при проверке датчиком контроля горения обнаруживается образование достаточного уровня ионов, это означает, что котел работает в штатном режиме. В случае снижения уровня ионов датчик блокирует работу котельного оборудования.

К ключевым причинам срабатывания датчика ионизации относят загрязнение клапана и некорректное соотношение уровня «газ-воздух». Также это происходит при оседании большого количества пыли на устройстве розжига.

Основные типы термопар для газового котла

При изготовлении термоэлектрических преобразователей применяют сплавы благородных и неблагородных металлов. Для конкретных диапазонов рабочих температур используют определенные группы сплавов.

В зависимости от металлических пар, применяемых при изготовлении, приборы делятся на несколько типов.

Для работы котельного оборудования на газовом топливе чаще всего используют следующие типы устройств:

• термопара типа E. Заводская маркировка ТХКн, представляет собой пластины из хромеля и константана. Прибор предназначен для температурного диапазона от 0°C и до +600°C;
• тип J. Предусматривает композицию из железа и константана, маркировка ТЖК. Используется для рабочих температур в пределах от -100°C и до +1200°C;
• тип Kс маркировкой ТХА, изготавливается на основе пластин из хромеля и алюмеля. Температурный диапазон применения термопары типа Kзначительный – от -200°C и до +1350°C;
• тип Lс маркировкой ТХК. Элементы конструкции представляют собой хромель и копель. Устройство предназначено для температур от -200°C и до +850°C.

Термопара для газового котла типа J

Следующие образцы продукции находят применение в сфере тяжелой промышленности:

• тип Sс маркировкой ТПП10 представляет собой композицию платинородий-платина. Применяется в установках при температурном режиме до +1700°C;
• тип Bс маркировкой ТПР состоит из композиции пластин платинородий-платинородий. Продукт предназначен для температурного диапазона от -100°C и до +1800°C.

Также изготавливаются и другие варианты аналогичных приборов из сплавов благородных металлов, которые актуальны в тяжелой промышленности и литейном производстве.

Термопара в системе газового контроля

При эксплуатации газового оборудования требуется энергонезависимая автоматика, что способствует оперативному перекрытию подачи газа в случае, если внезапно погаснет пламя. В современных отопительных котлах с газовой горелкой предусмотрена система газ-контроль, которая включает в себя электромагнитный клапан и термопару. К составным элементам электроклапана относятся:

• сердечник с обмоткой;
• колпачок;
• возвратная пружина;
• якорь;
• резинка, перекрывающая подачу газа.

При нажатии на кнопку подачи газа, шток заглубляется внутрь катушки и заряжается пружина. По регламенту клапан подачи следует удерживать около 30 секунд, чтобы термопара прогрелась, и на концах образовалось напряжение для удержания клапана внутри катушки. Термопара начинает остывать, если гаснет горелка. Что дальше происходит:

• это сопровождается уменьшением напряжения на концах термопары;
• возвратная сила пружины превышает электромагнитную силу, которая удерживает шток внутри катушки;
• клапан возвращается в исходное положение и перекрывается подача газа.

В этом заключается работа термопары в газовом котле. Система газ-контроль на термопаре отличается высокой надежностью, в том числе и благодаря тому, что она способна функционировать без подключения к энергосети.

Типы термопар и их характеристики

Различные сплавы, используемые для изготовления термопар, обладают разными коэффициентами термо-ЭДС. В зависимости от того, из каких металлов изготовлены термоэлектроды, различают следующие основные типы термопар:

• ТПП13 – платинородий-платиновые (тип R);
• ТПП10 – платинородий-платиновые (тип S);
• ТПР – платинородий-платинродиевые (тип B);
• ТЖК – железо-константановые (тип J);
• ТМКн – медь-константановые (тип T);
• ТНН – нихросил-нисиловые (тип N);
• ТХА – хромель-алюмелевые (тип K);
• ТХКн – хромель-константановые (тип E);
• ТХК – хромель-копелевые (тип L);
• ТМК – медь-копелевые (тип M);
• ТСС – сильх-силиновые (тип I);
• ТВР – вольфрамрениевые (типы A-1 – A-3).

Технические требования к термопарам задаются параметрами определёнными ГОСТ 6616-94, а их НСХ (номинальные статические характеристики преобразования), оптимальные диапазоны измерений, установленные классы допуска регулируются стандартами МЭК 62460, и определены ГОСТ Р 8.585-2001. Заметим, также, что НСХ в вольфрам-рениевых термопарах отсутствовали в таблицах МЭК до 2008 г. На сегодняшний день указанными стандартами не определены характеристики термопары хромель-копель, но их параметры по прежнему регулируются ГОСТ Р 8.585-2001. Поэтому импортные термопары типа L не являются полным аналогом отечественного изделия ТХК.

Классификацию термодатчиков можно провести и по другим признакам: по типу спаев, количеству чувствительных элементов.

Типы спаев

В зависимости от назначения термодатчика спаи термопар могут иметь различную конфигурацию. Существуют одноэлементные и двухэлементные спаи. Они могут быть как заземлёнными на корпус колбы, так и незаземленными. Понять схемы таких конструкций можно из рисунка 5.

Буквами обозначено:

• И – один спай, изолированный от корпуса;
• Н – один соединённый с корпусом спай;
• ИИ – два изолированных друг от друга и от корпуса спая;
• 2И – сдвоенный спай, изолированный от корпуса;
• ИН – два спая, один из которых заземлён;
• НН – два неизолированных спая, соединённых с корпусом.

Заземление на корпус снижает инерционность термопары, что, в свою очередь, повышает быстродействие датчика и увеличивает точность измерений в режиме реального времени.

С целью уменьшения инерционности в некоторых моделях термоэлектрических преобразователей оставляют горячий спай снаружи защитной колбы.

Многоточечные термопары

Часто требуется измерение температуры в различных точках одновременно. Многоточечные термопары решают эту проблему: они фиксируют данные о температуре вдоль оси преобразователя. Такая необходимость возникает в химических и нефтехимических отраслях, где требуется получать информацию о распределении температуры в реакторах, колоннах фракционирования и в других ёмкостях, предназначенных для переработки жидкостей химическим способом.

Многоточечные измерительные преобразователи температуры повышают экономичность, не требуют сложного обслуживания. Количество точек сбора данных может достигать до 60. При этом используется только одна колба и одна точка ввода в установку.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики термопреобразователей приведены в таблице 1.

Наименование характеристики	Модификации
ТХА (ТХК, ТНН)/1-0001	КТХА (КТХК, КТНН, КТЖК)/1-0001	КТХА(КТХК, КТНН, КТЖК)/1-0102	ТХА/1-1387	ТХА(ТХК, ТНН)/1-1388
1	2	3	4	5	6
Конструктивное исполнение	Рис.1, 2	Рис.3, 4, 5, 6	Рис.7, 8	Рис.9, 10, 11, 12, 13	Рис.14
Тип термопары по ГОСТ Р 8.585-2001	K, L, N	K, L, N, J	K, L, N, J	K	K, L, N
Класс по ГОСТ 6616-94	Для термопар типов K, N, J — 1, 2; для термопары типа L — 2
Температурный диапазон, °С	K, N: от минус 40 до 1000; L: от минус 40 до 600	K, N: от минус 40 до 700 (800, 1000)* L: от минус 40 до 600 J: от минус 40 до 700 (900)*	K, N: от минус 40 до 700 (800, 1000)*; L: от минус 40 до 600; J: от минус 40 до 700 (900)*	K: от минус 40 до 600 от минус 40 до900	K, N, L: от минус 40 до 400
Пределы допускаемой абсолютной погрешности, °С	В соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001
Показатель тепловой инерции, с, не более	3; 5	И: 1,5; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 Н:1,0; 2,0; 3,0; 3,5; 5,0; 6,0	И: 15 Н: 5	И: 6,0; 9,0 Н: 4,0; 6,0
Длина монтажной части, мм	от 160 до 25000	от 320 до 30000	от 320 до 25000	от 250 до 800	20, 30
Степень защиты от пыли и воды	_	IP54
Масса, кг, не более	3,2; 6,5	6,2	6,0	2,2; 2,8; 3,6; 8,2	8,2
Материал защитной арматуры	_	Различные марки стали, Inconel 600, Nicrobel “B”	ХН45Ю	08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т
Средний срок службы, лет	10
Средняя наработка на метрологический отказ, ч	43000
Условия эксплуатации: температура окр. воздуха, °С относительная влажность, %	от минус 50 до 60 95

*- верхняя граница температурного диапазона, обозначенная в скобках, только для кабельных с наружным диаметром свыше 4 мм

Наименование характеристики	Модификации
ТХА (ТХК, ТНН)/1-2088	ТХА (ТХК, ТНН)/1-2388; ТХА (ТХК, ТНН, ТЖК)/1-2388К	ТХА/1-2388 КЕР	ТХА/1-2388 ОБ	ТХА/1-2388 ГР
1	2	3	4	5	6
Конструктивное исполнение	Рис.15 — 27	Рис.28, 29,30, 34	Рис.31	Рис.32	Рис. 33
Тип термопары по ГОСТ Р 8.585-2001	K, L, N, J	K, L, N, J	K	K	K
Класс по ГОСТ 6616-94	Для термопар типов K,	N J — 1, 2; для термопары типа L — 2
Температурный диапазон, °С	K, N: от минус 40 до 800 (1100); L: от минус 40 до 600 J: от минус 40 до 600 (800)	K, N: от минус 40 до 1150; Lot минус 40до 600; J: от минус 40 до 700 (900)	K: от минус 40 до 1100	K: от минус 40 до 1100	K: от минус 40 до 1150
Пределы допускаемой абсолютной погрешности, °С	В соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001
Показатель тепловой инерции, с, не более	И: 1,5;2,5;4;5;6;8;15;20;40;80;120 Н:1;2;3;3,5;5;6;8;10;80;120	И: 180 Н: 180
Длина монтажной части, мм	от 10 до 25000	от 200 до 3150	от 250 до 1850	2000	2000
Степень защиты от пыли и воды	IP54
Масса, кг, не более	0,52; 6,0	10,5; 12,5	10,2	10,5	18,0
Материал защитной арматуры	12Х18Н10Т, 15Х25Т, ХН45Ю, ХН78Т, 10Х23Н18	Различные марки стали, керамика	12Х18Н10Т, Inconel 600
Средний срок службы, лет	10
Средняя наработка на метрологический отказ, ч	43000
Условия эксплуатации: температура окр. воздуха, °С относительная влажность, %	от минус 50 до 60 95

Наименование характеристики	Модификации
ТХА(ТХК)/1-2488	ТХК/1-2788	ТХК/1-2888	ТХА(ТХК, ТНН, ТЖК)/1-2988	ТХА(ТХК, ТНН, ТЖК)/1-9518
1	2	3	4	5	6
Конструктивное исполнение	Рис. 35, 36, 37	Рис. 38	Рис. 39	Рис. 40	Рис. 41
Тип термопары по ГОСТ Р 8.585-2001	K, L	L	L	K, L, N, J	K, L, N, J
Класс по ГОСТ 6616-94	Для термопар типов K, N, J — 1, 2; для термопары типа L — 2
Температурный диапазон, °С	K, L: от минус 40 до 400	L: от 0 до 200	L: от минус 40 до 200	K, N: от минус 40 до 1100; L: от минус 40 до 600; J: от минус 40 до 900
Пределы допускаемой абсолютной погрешности, °С	В соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001
Показатель тепловой инерции, с, не более	И: 15 Н: 8	5 3 К К	Н: 10	И: 3,0 Н: 2,5
Длина монтажной части, мм	от 10 до 320	60, 80, 100	250	от 200 до 20000	от 200 до 20000
Степень защиты от пыли и воды	_	IP54	_	IP54
Масса, кг, не более	0,55	0,32	1,6	6,8	8,2
Материал защитной арматуры	12Х18Н10Т	12Х18Н10Т, ХН78Т, Inconel 600	12Х18Н10Т
Средний срок службы, лет	10
Средняя наработка на метрологический отказ, ч	43000
Условия эксплуатации: температура окр. воздуха, °С относительная влажность, %	от минус 50 до 60 95