Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 24
Текст из файла (страница 24)
электрода С в паре с платиной будет иметь отри- цательный знак. Положительный знак перед значением термо-э. д. с. Еьс (7, (о), вычисленный по уравнению (4-5-!), свидетельствует о том, что термоэлектрод В в паре с С является положительным термоэлект- родом, а знак минус указывает, что термоэлектрод В является отри- цательным. Рассмотренный способ определения термо-э.
д. с. различных материалов находит применение при комплектованиитермомегров из неблагородных термоэлектродных металлов. П р имер. При температуре (= 100'С и то=- 0'С термозлектроды хро- мель (Х) и алюмель (А) развивают в паре с платиной (П) терно з.
д. ел Ехг~ (100 О) -.= = +2,76 мВ; ЕЛП (100, О) = — 1,64 мВ (ГОСТ 1790-63). Определим, пользуясь уравнением (4-6-!), значение термо-з. д. с. хромель- алюмелевого термоэлектрического термометра: ,Е ХЛ(100, 0)=ЕХП (100, О) — ЕЛП (100, 0)=2 76+1,64=+ 4,10 мВ. Знак плкю указывает на то, что хромель является положительным термо- звектродом, а алюмель отрицательным. 4-В. Основные требования, предъявляемые к термоэлектродным материалам К термоэлектродным материалам, предназначенным для изготовления термоэлектрических термометров, предъявляя'т ряд требований: жаростойкость и механическая прочность; химическая инертность; термоэлектрическая однородность; стабильность и воспроизводимость термоэлектрической характеристики; однозначная, желательно близкая к линейной, зависимость термо-з.
д. с. от температуры; высокая чувствительность. Жаростойкость н механическая прочность в значительной степени определяют верхние температурные границы применимости термоэлектродных материалов, а вместе с тем и термоэлектрических термометров. С ростом температуры резко ускоряются все процессы, ведущие к разрушению термоэлектродов нагреваемой части термометра: падение механической прочности; химическое взаимодействие термоэлектродов со средой, с соприкасающимися телами и друг с другом; рекрясталлизация, возгонка и т.
п. Устанавливая пригодность того или иного материала для изготовления термоэлектродов, особенно высокотемпературных термоэлектрических термометров, следует уделять большое внимание вопросу возможных химических и других взаимодействий его с материалом, работающим с ним в паре, с окружающей средой и соприкасающимися керамическими деталямн арматуры. Например, термоэлектрические термометры платиновой группы хорошо работают в нейтральных или окислительных средах и быстро гибнут в восстаповительной среде и в вакууме (в вакууме при температуре выше ИЮ'С платина возгоняется). Термоэлектрические термометры же на основе вольфрама, молибдена, рения и их сплавов надежно работают в вакууме, в нейтральной или восстановительной (водородной) среде, но сравнительно быстро выходят из строя в окислительной среде.
Стабгшьность термо-э. д. с. монокристаллов вольфрама, молибдена и рения значительно выше, чем у соответствующих поликристаллических металлов )52). Прн наличии участков термоэлектродов со значительной термоэлектрической неоднородностью при больших градиентах температуры развивается паразитная термо-э. д. с., могущая искажать показания температуры на 10 — 25 С и более. Стабильность и воспроизводимость термоэлектрической характеристики материалов обуславливают точность измерения температуры, а вместе с тем и возможность применения этих материалов для изготовления взаимозаменяемых термоэлектрических термометров. Основными причинами нестабильности термоэлектрических характеристик высокотемпературных термоэлектрических термометров с металлическими электродами являются рекристаллнзация, преимущественное испарение одного из компонентов сплава, внутрикристаллические изменения, взаимодействие с окружающей средой, а также поведение примесей.
Ввиду того что термо-э. д. с., развиваемая большинством термоэлектрических термометров с металлическими электродами, обычно невелика (0,01 — 0,07 мВ~'С), то естественно, что прн прочих равных условиях термометр, имеющий более высокую термоэ, д. с., предпочтительнее. Это дает возможность использовать менее чувствительный, а вместе с тем и более надежный измерительный прибор. При выборе термоэлектродных материалов необходимо учитывать также и технологию их изготовления, так как она определяет возможность получения взаимозаменяемых по термоэлектрическим свойствам материалов.
Кроме того, при выборе термоэлектродных материалов необходимо стремиться к тому, чтобы их стоимость была невысокой. Надежная работа термоэлектрических термометров в промышленных условиях определяется не толысо качеством и свойствами термоэлектродного материала, но также качеством и конструкцией арматуры термометра, которая при неудачном выполнении и выборе защитных материалов может свести на нет высокие качества самих термозлектр одов, 4-7. Общие сведения о термоэлектрических термометрах По характеру термоэлектродных материалов термоэлектрические термометры подразделяют на две группы: термоэлектрические термометры с металлическими термоэлектродами из благородных и неблагородных металлов; термоэлектрические термометры с термоэлектродами из тугоплавких соединений нли их комбинаций с графитом и другими материалами.
Термоэлектрические термометры первой группы являются наиболее распространенными, они широко вошли в практику технологического контроля и научно-исследовательских работ. Термоэлектрические термометры второй группы в настоящее время являются больше объектами опытно-исследовательских работ, чем средством технологического контроля температур. Внедрению этих высокотемпературных термоэлектрических термометров в широкую практику препятствуют трудность обеспечения стабильности их термо-э. д. с. во времени и недостаточная взанмозаменяемость.
В то же время термоэлектрические термометры этой группы представляют большой практический интерес. Термоэлектрические термометры с термоэлектродами из благородных металлов, главным образом платиновой группы, широко применяют для измерения температур в области от 300 до 1800'С. 1"иже рассмотрим наиболее распространенные термоэлектрические термомегры платиновой группы. Влатннороднй-платиновые термоэлектрические термометры применяются для измерения температур в области 300 †16'С в окислительиой и нейтральной среде. для измерения отрицательных тем"'ратур платинородий-платиновые термоэлектрические термометры те применяются, так как их термо-э. д.
с. в этой обпасти меняется темонотоино. 1)7«атинородий-платиновые термометры находятся в «псле лучших термоэлектрических термометров по точности и вос)роизводимости термо-э. д. с. Положительным термозлектродом у этнх термометров является платинородий (сплав 90ей Р1 и 10йэ (())), отрицательным — чистая платина. Термоэлектродь« платинозодий-платиновых термоэлектрических термометров изготовляют убычно из проволоки диаметром 0,5 мм. Такой диаметр термозлектзодов общепринят для термометров платиновой группы, так как ун удовлетворяет условиям достаточной прочности, и стоимость таких термометров не слишком велика. Применяемые платинор однй-платиновые термоэлектрические терчометры в зависимости от их назначения разделяются на следую.цие три основные разновидности: эталонные (ТПП-Э), образцовые (ТПП-О) и рабочие повышенной точности (ТПП-РПТ) и технические (ТПП).
Основные технические характеристики термоэлектрических термометров ТПП-З, ТПП-О и ТПП-РПТ приведены в табл. 4-7-1, з ТПП в табл. 4-7-2 и 4-7-3. Удельное электрическое сопротивление термозлектродной проволоки для термометрических термометров приведено в табл. 4-7-4. Таблица 4-7-1 Эталонные, образцовые и рабочие повышенной точности термоэлектрические термометры Оназязчссяя тяпая гсрмазясягрячесхях термометров Назначение гсрмазлсхгря- Чссхмх гсрлгамсграз Нармяруемыс яагрсшяасгя.
'С Дггза*зан язмсрсяай, С о=0,1 з = 0,2 —:0,4 з=0,4 —:1 в = 0,8 —:со е = Огэ-г-4,0 е =- ! —:7,0 б = 0,2 —:1,5 «з = 0,4-: — 8,0 ТПП-Э ТПП-01 ТПП-02 ТПП-ОЗ ТПР-02 ТПР-ОЗ ТПП-РПТ ТПР-РПТ Рабочие эталоны Образцовые 1-го разряда Образцовые 2-го разряда Образцовые 3-го рааряда Образцовые 2-го разряда Образцовые 3-го разряда Рабочее повышенной точности Рабочие понышенчой точности 630,74 — 1064,43 300 — 1100 300 — 1200 300 — 1200 600 — 1800 600 — 1 800 300 — 1200 600 — 1800 и р я м е ч з ни яг 1. согласно ГОст 3.033-73 о — среднее хзззрзгясссяас агхлаясяяс рсзультзтз язмсрсннй; Š†доверительн пагрсшяссть, равная уа; Ь вЂ” зесслштязя даяусхзмззя яагрсшнасть. 2.
дяя ТПР-О2, ТПР-ОЗ я ТПР.РПТ мзгсрязяы тсрмазлсктрахаз: пязтяяарадяй (ЗО",4 рааяя) — плзтннарадяй (зсмк радия). для остальных гяяаз; яязгяяарсляй ((с",4 роняя) — ялзгмяа. Эталонные платинородий-платиновые термоэлектрические термометры служат для воспроизведения Международной практической температурной шкалы от 630,74 до 1064,43'С. Для втой области температуру рассчнтывшот по уравнению Е((, (а)=п+Ы+сР, (4-7-1) где Е (й (з) — герма-э. д.
с. эталонного платинородий-платинового термоэлектрического термометра, свободные концы которого находятся при температуре «з = 0'С, а рабочий конец — при температуре й л,(г, с — константы, вычисляемые по зиачепинм Е (й !с) пРи темпеРатУРе 630,74 ~ 0,2'С (точка затвеРдеваниЯ Таблица 4-?-2 Стандартные рабочие термоэлектрическое термометры с металлическими терморлектродами Допускаемый предел измерений при кратковременном применении, О Дмапаэон измерений при длительном применении. О Обозначения типов термоэлектрических термометров Обозначения тра. дуировки Наименование матеряалов термоэлектродов ТПП 0 †13 1600 ТПР ПРЗО/6 300 — 1600 1800 ТВР 0 — 2200 ВРЗ/20 ТХА ТХК ХА ХК вЂ” 200 — 1000 — 200 — 600 1300 ЗОО П р и и ее а н ия: 1.
Под длительным нриыенением термоэлектрического термометра понимается работа его а течение нескольких сотен часов, при этом изменения первоначальной грэдуирозии не до»лены превышать 1»ы Э, Пад кратковременным применением термоэлектрического термометра понимается работа его в течение нескольких десятков часов, пйи этом изменения первоначалы»ой градунровыг не должны превышать 1'й.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
