Курс переподготовки машинистов-обходчиков по котельному оборудованию (стр. 1 )

Курс переподготовки машинистов-обходчиков по котельному оборудованию

Билет №4

1. Назначение и принцип действия жидкостных и манометрических термометров.

ЖИДКОСТНЫЕ СТЕКЛЯННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Принцип действия термометров основан на объемном расширении жидкости, находящейся в стеклянном расшири­теле, под действием температуры. В качестве рабочей жидко­сти, помещенной в стеклянный расширитель, используется ртуть, спирт, толуол, керосин и т. д. Рабочая часть термомет­ра (расширитель) устанавливается в зону контролируемой температуры; при нагревании расширителя жидкость увели­чивается в объеме: Vt=V0(1+γt), где  V0— объем жидкости при 0°С, Vt — объем жидкости при нагревании на 1°С;  γ— коэффициент объемного расширения, t — разность температур, °С.

При увеличении температуры объекта увеличивается объем жидкости в расширителе, за счет этого жидкость поднимается вверх по капилляру и устанавливается на со­ответствующей высоте, пропорционально температуре нагре­ва. Отсчет температуры производится по шкале, отградуиро­ванной в градусах Цельсия.

Цена деления шкалы зависит от внутреннего диаметра капилляра и типа рабочей жидкости.

Устройство и общий вид жидкостных стеклянных термо­метров представлен на рис. 3.1.

В зависимости от формы нижней (рабочей) части термо­метры подразделяются на прямые — типа А и угло­вые — типа Б с углом 90 или 135°.

Рис. 3.1. Ртутные стеклянные термометры:

а — прямые типа А, б — угловые типа Б, в — электроконтактные; 1 — кор­пус, 2 — шкала, 3 — капилляр,  4 — расширитель, 5 — заглушка, 6 — кон­такты

Стеклянные термометры выпускают двух видов: техниче­ские и лабораторные. Для защиты приборов от механических повреждений используют защитные оправы типов А, Б, В. Эта маркировка соответствует рабочему давлению измеря­емой среды — низкое, среднее, высокое.

В основном такая группа приборов используется для местного контроля температуры технологических объектов, трубопроводов и т. д.

Основные правила монтажа жидкостных стеклянных термометров

1. Правильно выбрать место контроля температуры (не­льзя использовать место, значительно удаленное от истинного значения контролируемой температуры; без использования теплоизоляции).

2.  Правильно смонтировать гильзу для «отбора» темпера­туры  (рабочая часть термометра — расширитель — должна находиться в середине потока измеряемой среды).

3.  Установить в гильзу термометр с соответствующей оп­равой.

4.  Для теплопередачи залить гильзу любым  машинным маслом.

МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Принцип действия приборов основан на использовании зависимости изменения давления рабочей жидкости, поме­щенной в постоянный объем датчика, от температуры измеря­емого объекта.

На рис. 3.2 и 3.3 показаны общие виды приборов данной группы. Термобаллон 1 устанавливают в зону контролируе­мой температуры; при изменении температуры объекта изме­няется объем рабочего вещества в замкнутой системе при­бора. Это приводит к изменению давления, действующего на манометрическую пружину, которая, деформируясь, переме­щает за счет передаточного механизма измерительную стрел­ку прибора.

Термобаллон 1 изготовляют из латуни или стали. В за­висимости от предела измерения температуры он имеет длину 120—160 мм и диаметр 18—25 мм. Капиллярная трубка 2, соединяющая термобаллон и измерительный прибор, изго­товлена из стали или латуни; внутренний диаметр трубки 0,3—0,5 мм. Для защиты от механических повреждений она защищена по всей длине металлорукавом.

Рис. 3.2. Манометрические термометры:

а — типа ТПГ-СК, б — типа ТС-100: / — термобаллон, 2 — капилляр, 3 — прибор; в — монтаж прибора

Рис.  3.3.  Термометр  самопишу­щий регулирующий ТСГ-711р: 1 — термобаллон,  2 — капилляр, 3 — стрелка, 4 — задатчик, 5 — кор­пус

Как правило, приборы. данной группы имеют элек­трические сигнальные кон­такты, используемые в цепях управления и автоматики тех­нологических процессов.

За  счет  большой  массы датчика (термобаллона) дан­ные приборы имеют значительные запаздывания  (инерцион­ность) показаний в пределах 40—80 с.

Манометрические термометры используют как для местного, так и дистанционного контроля температуры. Дат­чик температуры (термобаллон) устанавливают в контроли­руемой зоне, а сам прибор может монтироваться в щитах и пультах, с учетом длины соединительной капиллярной труб­ки. Монтажная длина трубки в зависимости от модификации прибора составляет 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 м.

В табл. 3.1 приведены основные типы манометрических приборов для измерения и дистанционного контроля темпера­туры объектов.

В табл. 3.2 указаны основные неисправности электро­контактных манометров типов ТПГ-СК, ТСГ.

3.1. Основные типы манометрических приборов для измерения температуры

Тип прибора	Назначение	Пределы измерения, °С	Особенности конструкции прибора
ТС - 100 ТПГ-СК ТКА-160 ТПЖ-4	Для местных изме­рений и сигнализа­ции	0—100 0—200 0—400	Имеют сигнальное устройство

ТЖС-711 ТЖС-712 ТГС-711 ТГС-712

Для дистанционно­го контроля и запи­си параметра на диаграмме

от — 50 до + 50 0—150 0—200 0—300 0—400

Имеют самопишу­щий узел

Билет №5

1. Назначение и принцип действия термоэлектрических термометров (термопар).

ДАТЧИКИ — ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕМПЕРАТУРЫ

При измерении температуры объектов широко использу­ются датчики температуры — термометры сопротивления и термоэлектрические преобразователи температуры (термо­пары).

Эти типы датчиков самостоятельно не могут измерять температуру объектов, а работают для этих целей только со специальной группой измерительных приборов.

Термопара (термо­электрический преобразова­тель температуры) представ­ляет собой спай двух провод­ников (термоэлектродов). При нагревании «горячего» спая на концах «холодного» спая образуется термо-э. д.с. пос­тоянного тока (рис. 3.6).

Согласно эффекту Зеебека, в замкнутой электриче­ской цепи, образованной дву­мя разнородными проводни­ками, возникает термо-э. д.с., пропорциональная разности температур спаев и не зависит от других параметров: диа­метра (сечения), длины и удельного сопротивления термоэлек­тродов, т. е. ЕAB = f(t°C).

В табл. 3.8 представлены технические характеристики основных типов термоэлектрических преобразователей (тер­мопар).

Рис. 3.5. Общий вид термометров сопротивлений различных типов:

а — ТСП-883, б — ТСП-410, в — ТСП-8012, г — ТСП-712

3.3. Технические характеристики термометров сопротивления

Тип датчика	Материал обмотки	Градуировка	Сопро­тивление при 0 °С, Ом	Область измеряемых температур, °С
ТСМ	Медь	10 М	10	От —50 до +200
50 М	50	»  —50 »  +200
100 М	100	»  —200 »  +200
ТСП	Платина	10 П	10	От —200 до +100
50 П	50	»  —260 »  +100
100 П	100	»  —260 »  +100

Рис. 3.6. Термоэлектри­ческий преобразователь температуры  (термо­пара) :

а — цепь термопары, б — конструкция: 1 — защит­ная гильза, 2 — горячий спай, 3 — фарфоровый на­конечник, 4 — фарфоро­вые бусы-изоляторы, 5 — головка, 6 — выводы

Рис. 3.7. Общий вид термоэлектрических преобразователей темпера­туры:

а - ТХА, ТХК, б - ТХК-0379, в - ТХК.-089

На рис. 3.6, б представлена конструкция термопары типа ТХК. Рабочий (горячий) спай выполняется скруткой и по­следующей сваркой двух разнородных материалов — хромеля и копеля. Для защиты такого датчика от механических повреждений при измерении температуры объектов они по­мещаются в специальный жаропрочный корпус. Рабочий спай 2 изолирован от корпуса фарфоровым наконечником 3; элек­троды для защиты от замыкания между собой или корпусом изолируются фарфоровыми бусами 4. Концы термоэлектродов через асбестовое уплотнение выводятся на блок зажимов. Для герметизации блок зажимов головки термопары закры­вается крышкой с резиновым уплотнением. Такие датчики могут работать под избыточным давлением, для этого на корпусе имеется резьба, с помощью которой осуществляется уплотнение технологического отверстия для измерения темпе­ратуры.