Платиновых термометров

В качестве эталонных интерполяционных приборов используют платиновый термометр сопротивления (—183 ... 4-630 °С) и платинородий-платиновые термопары (630,., 1063 °С).

Нагрев образца. Образец нагревается электрическим током промышленной частоты и низкого напряжения, подводимым от силового однофазного трансформатора через герметизированные в корпусе водоохла-ждаемые электроды и гибкие медные шины, соединенные с захватами 12 и 13 из жаропрочного сплава. Для измерения температуры в различных зонах образца служат три платинородий-платиновые термопары из проволоки диаметром 0,3 мм (на рис. 58, а условно показана одна термопара 14), введенные в вакуумную камеру через герметизирующее уплотнение 15. Спаи термопар при помощи точечной электросварки прикрепляются к боковой поверхности в средней части образца.

Система нагрева образца. Нагрев образца осуществляется за счет тепла, излучаемого схематически изображенным на рис. 81 нагревателем, выполненным из листового молибдена или тантала толщиной 0,3 мм, и с помощью контактных колодок, соединенных с водоохлаждаемыми электродами, проходящими через уплотнения в стенке вакуумной камеры. При пропускании через нагреватель электрического тока промышленной частоты и низкого напряжения образец, помещаемый внутрь нагревателя, нагревается до 1200° С. Для измерения температуры образца служат две проволочные платинородий-платиновые термопары диаметром 0,3 мм (на рис. 80 условно показана одна термопара 12), введенные в вакуумную камеру через герметизирующее уплотнение. Выводы термопар подключаются к электронному автоматическому потенциометру 13 типа КСП-4, с помощью которого включается и выключается напряжение, подводимое к первичной обмотке силового трансформатора, установленного в цепи нагрева образца.

Конструктивно датчик обычно выполняется в виде стеклянного колпачка, в который вварены два поверхностных электрода и внутренняя термопара для измерения температуры стенки (рис. 12-9). Электроды во избежание окисления делают из платины. В большинстве конструкций применяют платинородий-платиновые термопары, обладающие хорошей свариваемостью со стеклом. Вместе с тем эти термопары дороги, компенсационный провод к ним дефицитен, а развиваемые на исследуемом температурном уровне э. д. с. весьма малы (0,5—1,5 мв) и не поддаются измерению обычными электронными потенциометрами ЭПП-0,9 и ПСР. Поэтому в ОРГРЭС применяют термопары хромель — алюмель с диаметром электродов 0,7 мм в сочетании с колпачками из молибденового стекла. Из платины выполняется 348

Для контроля температуры применяются широко известные термометры: ртутные, манометрические, сопротивления (термисторы, полупроводниковые диоды и транзисторы, медно-платиновые), термопары. Сведения о них имеются в технической литературе [63], и всегда можно выбрать прибор с необходимыми характеристиками. Кроме обычных показывающих термометров, на стенде нужно иметь термосигнализаторы, которые сигнализируют, если действительная температура выходит из заданных пределов. Кроме того, на стендах применяются терморегуляторы, которые работают вместе с теплообменниками и автоматически поддерживают температуру рабочей жидкости в заданных пределах [70].

Вольфрамомолибденовые термопары применяют для измерения температур до 2000° С в восстановительных газовых средах, где платиновые термопары неприменимы.

•Во всех работах по диаграммам равновесия для точных измерений температуры следует применять платиновые термопары. Многие термопары из обычных технических металлов дают более высокую электродвижущую силу и пригодны для работы при низких температурах. Однако тщательное исследование показало, что в большинстве случаев увеличение чувствительности перекрывается большими отклонениями от стандартной кривой при точной градуировке и большей чувствительностью к небольшим напряжениям, неизбежно возникаю-

Для сплавов, которые склонны к окислению, кривые охлаждения можно снимать в атмосфере водорода. Однако в водороде ввиду опасности загрязнения при высоких температурах нельзя применять платиновые термопары, если огнеупор содержит кремнезем или силикаты, а также следы углерода и серы. Мак Куилан [90] утверждает, что при отсутствии кремнезема и силикатов применение платиновой термопары в водороде дает вполне удовлетворительные результаты. Если в огне-упоре присутствует минерал, содержащий кремнезем, платиновые термопары могут применяться только в том случае, если соблюдаются специальные предосторожности для устранения серы и углерода. Необходимо также иметь в виду опасность

•Во всех работах по диаграммам равновесия для точных измерений температуры следует применять платиновые термопары. Многие термопары из обычных технических металлов дают более высокую электродвижущую силу и пригодны для работы при низких температурах. Однако тщательное исследование показало, что в большинстве случаев увеличение чувствительности перекрывается большими отклонениями от стандартной кривой при точной градуировке и большей чувствительностью к небольшим напряжениям, неизбежно возникаю-

Для сплавов, которые склонны к окислению, кривые охлаждения можно снимать в атмосфере водорода. Однако в водороде ввиду опасности загрязнения при высоких температурах нельзя применять платиновые термопары, если огнеупор содержит кремнезем или силикаты, а также следы углерода и серы. Мак Куилан [90] утверждает, что при отсутствии кремнезема и силикатов применение платиновой термопары в водороде дает вполне удовлетворительные результаты. Если в огне-упоре присутствует минерал, содержащий кремнезем, платиновые термопары могут применяться только в том случае, если соблюдаются специальные предосторожности для устранения серы и углерода. Необходимо также иметь в виду опасность

Одним из наиболее простых и надежных методов является контактный метод измерения температур (до 1400° С) с помощью термопар. В ряде случаев его применяют для измерения температур до 3000° С [93]. Наиболее распространены хромель-алюмелевые и платинородий-платиновые термопары с двумя термоэлектродами.

Кроме образцовых и лабораторных платиновых термометров промышленность выпускает технические платиновые термометры сопротивления типа ТСП двух классов для длительного измерения температур в диапазоне от — 200 до 650°С. В зависимости от области измерения температур используют ТСП с номинальным значением сопротивления при 0°С равным 10,46 и 100 Ом, которым присвоены следующие обозначения градуировки: Гр20, Гр21 и Гр22. Значения электрического сопротивления ТСП, приведенные в градуировочных таблицах, вычисляются по уравнению (3.8) со следующими значениями постоянных коэффициентов: А = 3,96847- Ю-3 "С-1; В = — 5,847- 10-' 00С~2.

Погрешность эталонных платиновых термометров сопротивления равна ' ±0,0001 °С при 0°С и +0,001 °С при +100°С. •*•••

Температуру спая термопары от 20 до 280 °К измеряли с помощью платиновых термометров сопротивления, а в интервале 4—20 К — с помощью германиевых термометров сопротивления. В медном блоке монтировали по три термометра каждого типа. Они использовались и как датчики системы терморегулирования. Эталонные температуры в случае использования жидких водорода или азота рассчитывали по показаниям одного калиброванного платинового термометра. При этом в системе поддерживалось постоянное давление. В случае жидкого гелия система находилась при нормальном атмосферном давлении, температуру оценивали по изменению давления.

2. Точность платиновых термометров сопротивления может быть достигнута 0,001° С при измерениях от 0 до 100° С; 0,01° С в интервале от 100 до 500° С, а при температурах 1000° С — не выше 0,1—0,2° С. Обычно легко достигается точность термометров сопротивления в интервале от — 190 до 660° С порядка 0,02—0,08° С.

2. Достижима точность платиновых термометров сопротивления 0,001° С при измерениях от 0 до 100° С; 0,01° С в интервале от 100 до 500° С; при температурах 1000° С — не выше 0,1—0,2° С. В интервале от —190 до 660° С обычно легко достижима точность термометров сопротивления порядка 0,02—0,08° С.

Примеры выполнения устройств для установки термометров сопротивления приведены на рис. 50. Длина чувствительного элемента платиновых термометров 120 мм, медных — 60 мм.

Сопротивление .проводника платиновых термометров составляет 46±0,05 ом при температуре 0°С, медных 53 ±0,1 ом.

Чаще всего применяются платиновые или медные термометры сопротивления, каждый из которых обладает номинальным сопротивлением RO при О °С в пределах от 1 до 500 Ом. При температурах выше О °С зависимость сопротивления платиновых термометров от температуры имеет вид

§ 5. О термической инерции эталонных платиновых термометров

§ 5. О термической инерции эталонных платиновых термометров сопротивления

Константу термической инерции эталонных платиновых термометров сопротивления необходимо знать при сличениях с ними жидкостных нормальных термометров и эталонированиях, ибо во всех этих случаях требуется: