3.3 Измерение температуры

Существуют различные методы измерения температуры: манометрический, терморезистивный, термоэлектрический, оптический и другие. Манометрические термометры и термометры сопротивления не обеспечивают работы при высоких температурах, а бесконтактные методы не очень точные. Для измерения температур выше 800 градусов Цельсия больше всего подходят термопары(термоэлектрические преобразователи).

В основу измерения температуры термоэлектрическими термометрами положен термоэлектрический эффект. Явление термоэлектричества было открыто немецким физиком Т. Зеебеком в 1821 г. и состоит в следующем. В замкнутой цепи термоэлектрического преобразователя (термопары), состоящего из двух или нескольких разнородных проводников, возникает электрический ток, если хотя бы два места соединения (спая) проводников имеют разные температуры. Спай, измеряющий температуру t, называется рабочим, а спай, имеющий постоянную температуруt0, — свободным. ПроводникиА и В называют термоэлектродами.

Термоэлектрический эффект объясняется наличием в металле свободных электронов, число которых в единице объема различно для разных металлов. Происходит диффузия быстрых электронов от горячего конца к холодному, она вызывает появление термо-ЭДС между холодным и горячим спаем, который и является выходным сигналом [6].

Для измерения температуры в печи был выбран термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТХАУ Метран-271 - 200 - 0,5 - Н10 - (0...1000)°С - 4-20 мА - БК - Т6(рисунок 3.4).

Данные преобразователи предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей. Характеристики датчика приведены в таблице 3.1 [5].

Рисунок 3.4 – Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом Метран

Таблица 3.1 – Характеристики термопреобразователя