Описание технологического процесса измерения

Введение

 

Современная термодинамика определяет температуру как величину, выражающую состояние внутреннего движения равновесной макроскопической системы и определяемую внутренней энергией и внешними параметрами системы.

Непосредственно температуру измерить невозможно, можно лишь судить о ней по изменению внешних параметров, вызванному нарушением состояния равновесия благодаря теплообмену с другими телами.

Каждому методу определения температуры, в основе которого лежит зависимость между каким-либо внешним параметром системы и температурой, соответствует определенная последовательность значений параметра для каждого размера температуры, называемая температурной шкалой.

Термоэлектрический метод измерения температуры основан на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры.

Целью данной курсовой работы является изучение работы термоэлектрического преобразователя ТХА 2328.

Исходя из цели вытекают следующие задачи:

1. Описать технологический процесс измерения, назначение прибора и технические данные.

2. Изучить устройство и работу прибора.

3. Составить функциональную схему измерительных систем в который входит прибор.

4. Изучить методику подготовки прибора к работе, установки и монтажа.

5. Изучить методы и средства поверки, регулировки и настройки прибора.

6. Составить поверочную схему.

7. Определить возможные неисправности прибора, способы их устранения и предупреждения.

 

Практическая значимость: Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных, химических неагрессивных сред в различных отраслях промышленности.

Характеристика использованной литературы: учебная и научная литература.

Объект исследования: термоэлектрический преобразователь (термопара).

Предмет исследования: термоэлектрический преобразователь тха 2328.

 

 

 

Технологическая часть измерительного прибора

Устройство и работа прибора

 

Термоэлектрические датчики относятся к датчикам генераторного типа. Их работа основана на одном из термоэлектрических явлений — появлении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС).

Сущность этого явления заключается в следующем. Если составить электрическую цепь из двух разнородных металлических проводников (или полупроводников), причем с одного конца проводники спаять, а место соединения (спай) нагреть, то в такой цепи возникает ЭДС. Эта ЭДС будет пропорциональна температуре места спая (точнее — разности температур места спая и свободных, неспаянных концов). Коэффициент пропорциональности зависит от материала проводников и в определенном интервале температуры остается постоянным. Цепь, составленная из двух разнородных материалов, называется термопарой; проводники, составляющие термопару, называются термоэлектродами; места соединения термоэлектродов — спаями. Спай, помещаемый в среду, температуру которой надо измерить, называется горячим или рабочим. Спай, относительно которого измеряется температура, называется холодным или свободным. Возникающая при различии температур горячего и холодного спаев ЭДС называется термоЭДС. По значению этой термоЭДС можно определить температуру.

Физическая сущность возникновения термоЭДС объясняется наличием свободных электронов в металлах. Эти свободные электроны хаотически движутся между положительными ионами, образующими остов кристаллической решетки. В разных металлах свободные электроны обладают при одной и той же температуре разными скоростью и энергией.                          При соединении двух разнородных металлов (электродов) свободные электроны из одного электрода проникают в другой. При этом металл с большей энергией и скоростью свободных электронов больше их теряет.

Следовательно, он приобретает положительный потенциал. Металл с меньшей энергией свободных электронов приобретает отрицательный потенциал. Возникает контактная разность потенциалов. При одинаковой температуре спаев  на рис. 2, а) контактная разность потенциалов не может создать тока в замкнутой цепи. Контактная разность в спае 1 направлена навстречу контактной разности в спае 2. Но если нагреть один из спаев до температуры  ), то контактная разность в спае 1 увеличится, а в спае 2 останется без изменения. В результате в контуре и возникает термоЭДС, тем большая, чем больше разность температур спаев 1 и 2 ).

Рисунок 2- Устройство датчика:

1-защитная гильза;

                                        2-горячий спай;

          3-фарфоровый наконечник;

                                        4-фарфоровые бусы изоляторы;

                                        5-головка;

                                        6-выводы.

 

Подготовка прибора к работе

 

1. Распечатать упаковку и удостовериться в полном составе комплектующих деталей.
2. Произвести внешнюю оценку состояния.
3. Установить прибор при температуре двадцать четыре-двадцатьпять градусов и, при влажности от тридцати, до восьмидесяти процентов на полтора-два часа для проверки.
4. Снять защитную крышку с готовки термоэлектрического преобразователя.

 

Установка и монтаж

 

Термоэлектрические преобразователи должны устанавливаться, учитывая такие требования:
   1. термоэлектрический преобразователь не должен подвергаться резкому нагреванию или переохлаждению;
    2. максимальная температура не должна быть выше указанных параметров;
    3. желательно проводить монтаж в вертикальном положении;
    4. во время соединения к термоэлектрическим преобразователям компенсационных проводов, строго соблюдать полярность;
    5. для продления срока эксплуатации, демонтаж исправного термоэлектрического преобразователя можно использовать только для осуществления поверки.

 

Перед монтажом датчика температуры необходимо проверить: требуемый тип датчика; отсутствие видимых повреждений самого датчика и его защитной арматуры; отсутствие обрывов и замыканий обмотки датчика; сопротивление изоляции.

Рисунок 3- схема подключения термопар

 

Техника безопасности.

 

Общие требования:

- К техническому обслуживанию и ремонту контрольно-измерительного прибора допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, теоретическую и практическую подготовку, проверку знаний в квалификационной комиссии с присвоением группы по электробезопасности не ниже III и получившие удостоверение на допуск к самостоятельной работе

- Периодическая проверка знаний производится не реже 1 раза в год

- Необходимо уметь пользоваться средствами пожаротушения, знать места их расположения

Требования перед началом работы:

- Проверить наличие и исправность защитных средств, приспособлений и инструментов, применяемых в работе

- Получить задание от непосредственного руководителя работ

- Сведения о работах фиксировать в оперативном журнале

- Выполнить все необходимые организационные и технические мероприятия для обеспечения безопасных условий труда на рабочем месте.

Требования во время работы:

- Не допускается установка и пользование контрольно-измерительными приборами: не имеющими клейма или с просроченным клеймом, без свидетельств и аттестатов; не отвечающими установленному классу точности измерения; поврежденными и нуждающимися в ремонте и поверке

- Проверять аппаратуру, реле и приборы, находящиеся под напряжением в сырых или неотапливаемых помещениях, следует в диэлектрических калошах или стоя на резиновом коврике

- Не допускается эксплуатировать средства автоматики при неисправности электрических цепей питания приборов и цепей, соединяющих первичные и вторичные приборы

Требования в аварийных ситуациях:

- При возникновении аварийной ситуации (повышенная загазованность, загорание и т.п.) необходимо отключить общий рубильник, работы прекратить, выйти из опасной зоны, сообщить старшему по смене, приступить к устранению аварийной ситуации согласно плану ликвидации аварий

- При загорании на электроустановках следует пользоваться углекислотными и порошковыми огнетушителями

Требования по окончании работы:

- Убрать рабочее место

- Установить на место постоянные ограждения

- После согласования с оперативным персоналом произвести необходимые включения (переключения)

- Оформить окончание работ записью в оперативном журнале

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе изучения термоэлектрического преобразователя ТХА 2328 были рассмотрены его технологические возможности, технические характеристики, устройство и принцип работы счетчика. Составил функциональную схему измерительной системы, в которой входит прибор.

Изучил методику подготовки прибора к работе, установки и монтажа,  методы и средства поверки, и настройки прибора. Определил возможность неисправность прибора. Способы их устранения и предупреждения.

          Термопары широко применяют для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Измерение температур с помощью термопар получило широкое распространение из-за надежной конструкции датчика, возможности работать в широком диапазоне температур и дешевизны. Широкому применению термопары обязаны в первую очередь своей простоте, удобству монтажа, возможности измерения локальной температуры. Они гораздо более линейны, чем многие другие датчики, а их нелинейность на сегодняшний день хорошо изучена и описана в специальной литературе. К числу достоинств термопар относятся также малая инерционность, возможность измерения малых разностей температур. Термопары незаменимы при измерении высоких температур (вплоть до 2200°С) в агрессивных средах. Термопары могут обеспечивать высокую точность измерения температуры на уровне ±0,01^°С. Они вырабатывают на выходе термоЭДС в диапазоне от микровольт до милливольт, однако требуют стабильного усиления для последующей обработки.

 

 

Введение

 

Современная термодинамика определяет температуру как величину, выражающую состояние внутреннего движения равновесной макроскопической системы и определяемую внутренней энергией и внешними параметрами системы.

Непосредственно температуру измерить невозможно, можно лишь судить о ней по изменению внешних параметров, вызванному нарушением состояния равновесия благодаря теплообмену с другими телами.

Каждому методу определения температуры, в основе которого лежит зависимость между каким-либо внешним параметром системы и температурой, соответствует определенная последовательность значений параметра для каждого размера температуры, называемая температурной шкалой.

Термоэлектрический метод измерения температуры основан на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры.

Целью данной курсовой работы является изучение работы термоэлектрического преобразователя ТХА 2328.

Исходя из цели вытекают следующие задачи:

1. Описать технологический процесс измерения, назначение прибора и технические данные.

2. Изучить устройство и работу прибора.

3. Составить функциональную схему измерительных систем в который входит прибор.

4. Изучить методику подготовки прибора к работе, установки и монтажа.

5. Изучить методы и средства поверки, регулировки и настройки прибора.

6. Составить поверочную схему.

7. Определить возможные неисправности прибора, способы их устранения и предупреждения.

 

Практическая значимость: Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных, химических неагрессивных сред в различных отраслях промышленности.

Характеристика использованной литературы: учебная и научная литература.

Объект исследования: термоэлектрический преобразователь (термопара).

Предмет исследования: термоэлектрический преобразователь тха 2328.

 

 

 

Описание технологического процесса измерения

 

Температурой называется степень нагретости вещества. Это представление о температуре основано на теплообмене между двумя телами, находящимися в тепло­вом контакте. Тело, более нагретое, отдающее тепло, имеет и более высокую температуру, чем тело, восприни­мающее тепло.

Переход тепла от одного тела к другому указывает на зависимость температуры от количества внутренней энер­гии, носителями которой являются молекулы вещества. Согласно молекулярно-кинетической теории сообщаемая телу тепловая энергия, вызывающая повышение его тем­пературы, преобразуется в энергию движения молекул.

Измерить температуру какого-либо тела непосредст­венно  так, как измеряют другие физические величи­ны, например длину, массу, объем или время, не представ­ляется возможным, ибо в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Поэтому определе­ние температуры вещества производят посредством наблю­дения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества, ко­торое, будучи приведено в соприкосновение с нагретым телом, вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие. Такой метод измерения дает не абсолютное значение температуры нагретой среды, а лишь разность относительно исходной температуры рабочего вещества, условно принятой за нуль.

Вследствие изменения при нагреве внутренней энергии вещества практически все физические свойства последнего в большей или меньшей степени зависят от температуры, но для ее измерения выбираются по возможности те из них, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравни­тельно легко поддаются измерению. Этим требованиям наиболее полно соответствуют такие свойства рабочих веществ, как объемное расширение, изменение давления в замкнутом объеме, изменение электрического сопротив­ления, возникновение термоэлектродвижущей силы и интенсивность излучения положенные в основу устройства приборов для измерения температуры.

Для измерения температуры используют различные первичные преобразователи, отличающиеся способом преобразования температуры в промежуточный сигнал. В промышленности наибольшее применение получили следующие первичные преобразователи: термометры расширения, манометрические термометры, термометры сопротивления, термопары (термоэлектрические пирометры) и пирометры излучения. Все они, за исключением пирометров излучения, в процессе эксплуатации находятся в контакте с измеряемой средой.