Kako preveriti termoelektrični pirometer

Termoelektrični pirometer je komplet, ki ga sestavljajo iz termoelektričnega pretvornika (termoelement), z njim povezane kompenzacijske in povezovalne žice ter merilno napravo za prikazovanje ali zapisovanje. Kot tak se lahko uporablja prenosni ali panelni milivoltmeter ali samodejni potenciometer.

Starinski termoelektrični pirometer iz leta 1910

Sodoben digitalni termoelektrični pirometer

Če se milivoltmeter uporablja v delovnih pogojih, mora biti električna upornost termočlena, kompenzacijskih in povezovalnih žic do ± 0,1 ohma enaka uporu, navedenemu na skali milivoltmetra magnituda R int.

Upornost tokokroga termočlena se nastavi na zahtevano vrednost s pomočjo kompenzacijske tuljave, ki je zaporedno povezana s termočlenom.

Preverjanje odčitkov termoelektričnega pirometra se včasih izvaja v celotnem kompletu, brez predhodne kalibracije termoelementa, ki je vključen v njegovo sestavo.V tem primeru se termočlen, povezan z milivoltmetrom ali avtomatskim potenciometrom, skupaj z referenčnim termočlenom postavi v kalibrirno pečico.

Če se temperatura prostih koncev termoelementa razlikuje od 0 ° C, potem ko je tokokrog milivoltmetra odprt, korektor prilagodi puščico na oznako na lestvici, ki ustreza temperaturi prostih koncev.

Ta postopek ni potreben, če je v kompletu pirometra uporabljen ustrezno kalibriran avtomatski potenciometer ali milivoltmeter, opremljen z napravo za avtomatsko korekcijo temperature prostih koncev termočlena. V teh primerih je treba na sponke merilne naprave pripeljati kompenzacijske žice.

Termočlen

S postopnim povečevanjem toka v kalibracijski pečici z uporabo referenčnega termočlena se temperature pečice nastavijo ena za drugo na stotine stopinj, pri čemer se pečica stabilizira pri vsaki temperaturi za nekaj minut.

Vrednost temperature, vzpostavljene v peči, se določi s termo-EMF referenčnega termočlena, ki ga odčita laboratorijski potenciometer, hkrati pa se (brez dotikanja) odčitajo odčitki pirometrične merilne naprave.

Po dosegu zgornje meje skale merilne naprave se temperatura v kurišču postopoma znižuje in v obratnem vrstnem redu ponovi odčitke merilne naprave pri približno enakih temperaturah v kurišču kot pri zvišanju temperature.

Za vsako vrednost temperature pečice poiščite povprečni odčitek naprave iz odčitkov, ko se temperatura dviga in pada.

Napaka v odčitkih pirometra se določi kot razlika med numeričnimi vrednostmi - povprečnim odčitkom naprave in temperaturo v peči, določeno s termo-EMF referenčnega termoelementa.

Razlika med odčitki merilnega instrumenta z naraščajočo in padajočo temperaturo v peči označuje spremembo odčitkov pirometra.

Ta metoda preverjanja odčitkov termoelektričnega pirometra ni zelo učinkovita, ker zahteva precej časa za preverjanje enega kompleta. Zato je metoda hladne kalibracije termoelektričnega pirometra bolj priročna. To je naslednje.

Termočlen, ki naj bi bil vključen v komplet pirometra, je predhodno podvržen individualni kalibraciji v temperaturnem območju, ki ustreza območju lestvice merilne naprave in vrednosti njegovega termo-EMF za temperature delovnega konca, ki ustreza na ugotovljene številčne oznake na skali merilne naprave.

Tudi, če se kot merilna naprava uporablja samodejni potenciometer, se napetosti, ki so enake številčnim vrednostim termo-EMF termoelementa, uporabijo na njegovih sponkah z laboratorijskim potenciometrom. Odstopanja odčitkov potenciometra od številk na lestvici so napake pirometra, ki ga preverjamo.

Pri preskušanju termoelektričnih pirometrov, ki vključujejo termočlen platina-rodij-platina, je treba upoštevati, da del termočlena, ki je v peči pri visoki temperaturi, bistveno spremeni svoj električni upor.Znesek, za katerega se zaradi tega spremeni Rin pirometra, je mogoče določiti z izračunom.

Toleranco instrumentalne napake termoelektričnega pirometra, ki je niz termočlenov in merilne naprave, je očitno mogoče enostavno določiti z aritmetičnim seštevanjem toleranc vsake od komponent kompleta.

Tako bi na primer za pirometer, sestavljen iz termoelementa s toleranco kalibracijske napake ± 0,75 % in merilnikom razreda 1,5, toleranca znašala ± 2,25 % zgornje merilne meje pirometra.

Če se termoelektrični pirometer preverja posamično, se skupni instrumentalni pogrešek pri merjenju temperatur s takšnim pirometrom oceni na podlagi vrednosti možnih pogreškov termoelementa, kompenzacijskih žic in merilne naprave v skladu z razredom točnosti slednje.

Pri odčitkih termoelektričnega pirometra, ki uporablja milivoltmeter kot merilno napravo, lahko pride do sistematične napake zaradi neskladja med vrednostjo upora zunanjega tokokroga v delovnih pogojih in vrednostjo, vzeto med kalibracijo pirometra.

V zvezi s tem je pogosto potrebno izmeriti upornost zunanjega tokokroga pirometra s termočlenom, nameščenim v ogreti pečici.

V tem primeru (ko je vezje termočlena priključeno na krak običajnega mostičnega vezja za merjenje upora) se bo poleg tokovnega vira, ki napaja vezje, v vezju pojavil še drugi vir (termočlen). V tem primeru bo normalno delovanje mostnega tokokroga moteno.

V termoelektričnih pirometrih, ki vključujejo avtomatski potenciometer, opremljen z graduirano lestvico, se sprememba termo-EMF termoelementa, ki jo povzročijo nihanja temperature njegovih prostih koncev, samodejno popravi s pomočjo naprave, vgrajene v potenciometer.

Za normalno delovanje te naprave je potrebno le, da so konci kompenzacijskih žic iz termočlena neposredno povezani s sponkami potenciometra.

Enako pravilo je treba upoštevati pri namestitvi pirometra, ki vključuje milivoltmeter, opremljen z bimetalnim korektorjem, ki prilagodi iglo milivoltmetra, ko je vezje termočlena prekinjeno, na oznako skale, ki ustreza temperaturi samega milivoltmetra.

V praksi industrijskih meritev temperature je pogosto treba v prostor z močnim električnim poljem uvesti termočlen. To so na primer pogoji za merjenje temperatur tekočega jekla v elektroobločnih pečeh.

Močno zmanjšanje električnih izolacijskih lastnosti keramičnih fitingov termoelementov pri visokih temperaturah vodi do dejstva, da izmenični tok industrijske frekvence z napetostjo, ki v nekaterih primerih doseže več deset voltov, prodre v tokokrog termoelementa.

Ozemljitev termoelementa ne omogoča vedno pravilne odprave popačenih izmeničnih tokov. Bolj radikalen način je vključitev kapacitivnosti in induktivnosti v vezje termočlena.