Техническое описание Siemens
Дизайн
- Измерительныый сенсор и
- Необходимые монтажные и соединительные детали.
Сенсор состоит из двух проводов, которые изготовлены из различных металлов или сплавов и которые на одном конце, в месте измерения, спаены или сварены друг с другом:
Термопара
Функции
Принцип измерения термопары
Если температура места измерения отличается от температуры на свободном конце сенсора, то между свободными концами возникает напряжение, термическое напряжение. Величина термического напряжения зависит от разницы между температурой места измерения и температурой на свободных концах, а также от вида комбинации материалов сенсора. Так как одним сенсором всегда регистрируется одна разница температур, то для определения температуры места измерения свободные концы должны находится в на клемме термокомпенсации с равномерной и известной температурой.
Основные величины термических напряжений и допустимые отклонения
Основные величины термических напряжений и допустимые отклонения для самых распространенных пар материалов приведены в DIN EN 60 584, часть 1 (см. „Технические параметры“, таблица „Основные величины термонапряжений и предельные отклонения“).
Сенсоры Cu-CuNi и Fe-CuNi по DIN 43 710 предусмотрены в качестве запасных. Обычно поставляются сенсоры класса 2. Для более точных измерений могут поставляться сенсоры класса 1 с уменьшенным наполовину DIN-допуском или сертификатом заводского испытания. Допуски действуют только при поставке прибора.
В процессе эксплуатации при высоких температурах допуски сенсоров могут изменяться из-за поглащения примесей, окисление или испарение составных частей сплавов.
Принцип работы
Сенсоры от их места соединения через компенсационные линии по возможности имеют удлинение до места с равномерной температурой (клемма термокомпенсации).
Компенсационные линии имеют туже идентификационную окраску как и соотвествующие сенсоры; плюсовой полюс окрашен в красный цвет. Следить за соблюдением полей при соединении, в ином случае возникают большие погрешности измерения. До 200 °C для компенсационных линий действуют те же основные величины и допуски что и для соотвествующих сенсоров.
Влияние колебаний температуры на клемме термокомпенсации может быть устранено компенсационным подключением, например, с помощью компенсационной розетки. Эталонная температура составляет 0 °C (32 °F ) или 20 °C (68 °F).
Клеммы термокомпенсации также могут сохранять постоянную температуру в 50, 60 или 70 °C (122, 140 или 158 °F) с помощью термостата (для нескольких мест измерения).
От клеммы термокомпенсации к измерительному или процессуальному прибору прокладываются медные линии. У энергопотребляющих приборов, например, у индикаторов и точечных принтеров, весь измерительный контур (сенсор, компенсационная линия и медная линия) в рабочем состоянии должен компенсироваться уравнительным сопротивлением. Измерительный преобразователь SITRANS T и компенсационный самописец KOMPENSOGRAPH для подсоединения к термопарам имеют встроенную компенсационную схему для уравнивания влияния внешней температуры на клемму термокомпенсации. Благодаря высокому входному сопротивлению здесь отсутствует коррекция линейного сопротивления.
Защитная арматура/защитные трубки
Сенсор может быть защищен от механического или химического воздействия с помощью керамической или металлической защитной трубки, которая ввинчивается, приваривается или прифланцовывается к трубопроводам или резервуарам. Конец сенсора находится на соединительной головке.
Примеры монтажа с предложениями для сенсоров и материалов защитных трубок см. в разделе „Интеграция“ в таблице „Примеры монтажа“.
Из-за различных условий эксплуатации ответственность изготовителя не распространяется на арматуры защитных трубок. За повреждения и ошибки измерения вследсвии неправильного монтажа изготовитель отвечает в рамках общих условий поставки в том случае, если монтаж был осуществлен самим изготовителем и данные заказчика касательно условий эксплуатации правильны и полны.
Термопары очень гибкие, почти всегда им можно придать форму и размер, соответсвующие использованию. Температурный чувствительный элемент имеет форму точки. Поэтому термопары особенно подходят для измерения быстро меняющихся температур.
Интеграция
Комбинация приборов для измерения и регулирования температуры, с термопарой в качестве чувствительного элемента
Примеры монтажа с предложениями по подходящим сенсорам и защитным трубкам
Место измерения | Доп. рабочая температура | Сенсор | Защитная трубка |
|---|---|---|---|
| °C (°F) |
|
|
A. Металлургия | |||
1. Домна | |||
Горячий воздух | 1000 (1832) | Ni Cr/Ni | Открытая защитная трубка X 10 CrAl 24, материал No. 1.4762, открытое место измерения, зацементировано |
Неочищенный газ | 300 (572) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
2. Воздухонагреватель | |||
Купол | 1200 (2192) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: X 15 CrNiSi 24 19, метериал No. 1.4841, |
Отработанный газ | 300 (572) | Ni Cr/Ni | St 35.8, материал No. 1.0305, безшовный, эмалированный |
3. Мартеновская печь | |||
Каналы отработанных газов | 600 (1112) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Камерная решетка | 1350 (2462) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: карборунд Внутри: KER 710 |
Расплав (кратковрем.) | 1600 (2912) | Pt 10% Rh/Pt | Погружная термопара спецконструкции |
4. Нагревательный колодец | |||
Печная камера | 1350 (2462) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: карборунд |
Отработавший газ перед или после рекуператора | 1000 (1832) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Дутьевой воздух после рекуператора | 700 (1292) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
5. Методическая печь, карусельная печь и другие печи прокатного стана | |||
Зона подогрева | 800 (1472) | Pt 10% Rh/Pt или Ni Cr/Ni | Снаружи: карборунд |
Зона накаливания | 1250 (2282) | Pt 10% Rh/Pt | См. выше |
Зона компенсации | 1350 (2462) | Pt 10% Rh/P | Снаружи: карборунд |
Отработавший газ перед воздушным рекуператором | 900 (1652) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Отработавший газ перед и после газового рекуператора | 700 (1292) | Ni Cr/Ni | См. выше или KER 610 |
Подогретый воздух после рекуператора | 700 (1292) | Ni Cr/Ni | См. выше |
6. Печь для отжига, печь для нормализации, печь с роликовым подом | |||
Газовое пространство печи | 800 (1472) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Канал отработавших газов | 600 (1112) | Ni Cr/Ni | См. выше |
7. Колпаковая печь для отжига | |||
Прямой нагрев колпака | 950 (1742) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Стапель для белой жести | 600 ... 900 (1112 ... 1652) | Ni Cr/Ni | Спецконструкция открытая термопара с тепловым контактным листом |
Стапель для автомобильных листов | 700 ... 920 (1292 ... 1688) | Ni Cr/Ni | См. выше |
Защитный газ | 650 (1202) | Ni Cr/Ni | Открытая термопара |
8. Ленточные агломерационные машины | |||
(вакуум-камеры) | 400 (752) | Fe/Cu Ni | (термопара с обшивкой) X 10 CrAl 24, материал No. 1.4762 |
Для решающей схемы Температурный максимум | 400, 500 (752, 932) | Fe/Cu Ni | Как выше с двойным сенсором |
9. Установки для лужения | |||
Пальмовое масло, травильный танк, элетролит для лужения | 650 (1202) | Ni Cr/Ni | St 35.8, |
10. Установки для оцинковки | |||
Цинковая ванна | 480 (896) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
11. Установки для термической обработки 11.1 В газах | |||
Печь для отпуска | 550 (1022) | Ni Cr/Ni | St 35.8, |
Обжиг в окислямых, серо- и углесодержащих газах | 1050 (1922) | Pt 10% Rh/Pt (Ni Cr/Ni) | Снаружи: X 10 CrAl 24, |
1200 (2192) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: X 10 CrAl 24, | |
Обжиг в серосодержащих восстановительных газах | 1200 (2192) | Pt 10% Rh/Pt | См. выше |
Обжиг в азотистых газах с небольшим содержанием кислорода, дистанционных азотистых печах с аммиаком | 1200 (2192) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: |
11.2 В ваннах для термической обработки (рекомендуются защитные трубки из цельного материала с отверстиями) | |||
Соль и селитра | 550 (1022) | Ni Cr/Ni | Чистый чугун, |
Циан | 950 (1742) | Ni Cr/Ni | Чистый чугун или |
Хлоридные ванны | 1050 (1922) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: X 10 CrAl 24, |
Свинцовые резервуары | 1200 (2192) | Pt 10% Rh/P | Снаружи: хромоникелевый сплав NiCr 60 15, |
Ванны хлорида бария | 1300 (2372) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: хромоникелевый сплав NiCr 60 15, |
B. Заводы цветной металлургии (в ваннах расплавленного металла срок службы ограничен) | |||
Медеплавильни | 1250 (2282) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: X 10 CrSi 29, материал No. 1.4772, |
Отработавшие газы медеплавилен | 1300 (2372) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: Карборунд внутри: KER 710 |
Плавильни латуни | 900 (1652) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 29, |
Плавильни алюминия | 700 (1292) | Ni Cr/Ni | Перлитный чугун GG 22, из цельного материала с отверстиями GG 22, из цельного материала с отверстиями |
Литье под давлением, магний | 700 (1292) | Ni Cr/Ni | Чистый чугун, |
Плавильни антифирикционных сплавов, свинца и олова | 600 (1112) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
Плавильни свинца | 700 (1292) | Fe/Cu Ni | Хромоникелевый сплав NiCr 60 15, |
Плавильни цинка | 480 (878) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
600 (1112) | Fe/Cu Ni | Карборунд | |
Отработавшие газы печей для плавки цинка | 1300 (2372) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: Карборунд внутри: KER 710 |
C. Керамическая промышленность | |||
Кольцевая печь для стандартных кирпичей | 800 ... 1100 (1472 ... 2012) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Кольцевая печь для клинкера, каммерная печь,туннельная печь, печь для глазури | 1200 ... 1300 (2192 ... 2372) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи и внутри: KER 710 |
D. Стекольная промышленность | |||
1. Печь стекольных ванн | |||
Решетка регенератативной камеры, сверху | 1300 (2372) | Pt 10% Rh/Pt | Снаружи: KER 530 |
Решетка регенератативной камеры, снизу | 600 (1112) | Ni Cr/Ni | Термопара-фарфор |
Боковые стенки, свод, пол (в высверленных каналах до 50 мм под ванной) | 1550 (2822) | Pt 30% Rh/ | Снаружи и внутри: |
Печь отжига | 800 (1472) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Отжигательная печь | 1200 (2192) | Pt 10% Rh/Pt | KER 710 |
2. Стекловаренный горшок | |||
| 1500 (2732) | Pt 30% Rh/ Pt 6% Rh | Снаружи и внутри: KER 710 |
3. Газогенераторы | |||
Неочищенный газ | 750 (1382) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Вращающаяся решетка (Grate head) | 180 ... 200 (356 ... 392)Кратковр.: | Fe/Cu Ni | Спецконструкция по запросу(изготовляется по данным) |
E. Цементная промышленность, вращающаяся трубчатая печь | |||
Вторичный воздух на охладителе | 900 (1652) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Горячая камера | 900 (1652) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
Сушильная камера | 400 (752) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
F. Целлюлозные фабрики | |||
Серосжигальные печи, Сырье серного кольчедана | до 1500 (2732) | Pt 30% Rh/ Pt 6% Rh | Снаружи: Карборунд |
Позади котла-утилизатора | 600 (1112) | Ni Cr/Ni | X 10 CrAl 24, |
G. Паротурбинные электростанции | |||
Водо- и паропроводы (ввинчивающиеся и приварные термопары) | |||
Ввинчивающаяся термопара | 300 (572) | Fe/Cu Ni | Бронза Sn Bz 6, по DIN 1726 (только для воздуха или воды) |
Ввинчивающаяся термопара | 400 (752) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
Ввинчивающаяся термопара | 500 (932) | Fe/Cu Ni | 113 CrMo 44, |
Приварная термопара | 540 (1004) | Fe/Cu Ni | 113 CrMo 44, |
Приварная термопара | 570 (1058) | Ni Cr/Ni | 10 CrMo 9 10, |
750 (1382) | Fe/Cu Ni | X 8 CrMoNb 16 16, | |
Дымовой газ | 1000 (1832) | Pt 10% Rh/Pt | Megapyr, |
600 (1112) | (Ni Cr/Ni) | St 35.8, | |
Линия для смеси угольной пыли и воздуха | 100 (212) | Fe/Cu Ni | St 35.8, |
Технические данные
Обозначения для сенсоров, по DIN 43710 и DIN IEC EN 60584 (IEC 584) Aug. 10.96
DIN 43710, выпуск 12.85 | |
|---|---|
Cu-CuNi | Тип U |
Fe-CuNi | Тип L |
DIN EN 60584 | |
Cu/Cu Ni | Тип T |
Fe/Cu Ni | Тип J |
Ni Cr/Ni | Тип K |
Ni Cr Si-NiSi | Тип N |
Pt 10% Rh/Pt | Тип S |
Pt 13% Rh/Pt | Тип R |
Pt 30% Rh/ Pt 6% Rh | Тип B |
Основные величины термонапряжений и предельные отклонения
По DIN EN 60584 (выпуск10.96) и DIN 43710 (выпуск 12.85), эталонная температура: 0 °C (32 °F).
1) Действует большое значение; t это фактическая температура.
Прерывистая линия представляет опорные точки для границ длительного режима работы сенсора в чистом воздухе.
Пример: сенсор Fe-CuNi (диаметр отвода 3 мм (0.12 дюймов) по DIN 43 732) может использоваться для температур свыше 700 °C (1292 ° F) продолжительное время только осторожно.
Граница применения зависит также от поперечного сечения провода, прежде всего у сенсоров из неблагородных металлов. Прочие данные содержаться в DIN 43 712 и DIN 43 732.
Границы длительного режима работы не могут быть точно указаны, так как на термическое напряжение влияют много факторов, которые не могут быть точно дефинированы. Поэтому основные величины и предельные отклонения для сенсоров и сенсорных проводов могут гарантироваться только при поставке приборов.
Для эталонных температур 20, 50, 60 и 70 °C (термостат) указанные термонапряжения уменьшаются:
Эталонная температура °C (°F) | Уменьшение термического напряжения сенсора | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Тип T mV | Тип U mV | Тип J mV | Тип L mV | Тип K mV | Тип S mV | Тип R mV | Тип B mV | |
20 (68) | 0.789 | 0.80 | 1.019 | 1.05 | 0.798 | 0.113 | 0.111 | -0.003 |
50 (122) | 2.035 | 2.05 | 2.585 | 2.65 | 2.022 | 0.299 | 0.296 | 0.002 |
60 (140) | 2.467 | 2.48 | 3.115 | 3.19 | 2.436 | 0.365 | 0.363 | 0.006 |
70 (158) | 2.908 | 2.91 | 3.649 | 3.73 | 2.850 | 0.432 | 0.431 | 0.011 |
Ответ от производителя может занять до 5 дней и более.
