Вимірювання температури поверхонь термоперетворювачем, термопарою

При вимірюванні температур поверхонь контактними термоперетворювачами зазвичай існують дві проблеми: 1) забезпечення рівності температур термопреобразователя і вимірюваної поверхні; 2) виключення можливого спотворення температури або темперного поля поверхні в місці вимірювання термоперетворювачем.

Для забезпечення рівності температур термопреобразователя і вимірюваної поверхні необхідно створити найкращі умови теплопередачі від поверхні об'єкта вимірювання до термоперетворювачів. У зв'язку з цим навіть дуже малі повітряні зазори або шари матеріалів з низькою теплопровідністю між вимірюваної поверхнею і термоперетворювачем можуть істотно спотворити результати вимірювання.


Вимірювання температури поверхонь термоперетворювачем, термопарою

Мал. 1. Варіанти вимірювання температури поверхні:

спай ізольованих емаллю термоелектродів приварений: а - до поверхні; б - до контактної платівці; в - спай ізольованих бусами електродів зачеканити в отворі, привареною до поверхні пластини; г - промислова поверхнева термопара закріплена за допомогою приварених притисків; д - установка промислового поверхневого термопреобразователя Тхапа

Для забезпечення хорошого теплового контакту бажано спеціально виготовлений термометр приклеювати, припаювати або приварювати до поверхні (рис. 1). Можлива механічна зачеканення спаяний на поверхні об'єкта, але тільки в разі неокісляемості поверхонь об'єкта і термоперетворювача в умовах вимірювання.?

Спотворення температури або температурного поля поверхні об'єкта виміру відбуватиметься в тому випадку, якщо термоперетворювач служить причиною додаткового підведення або відведення теплоти від вимірюваної поверхні. У зв'язку з цим намагаються створити такі умови, щоб не було додаткового теплообміну в місці вимірювання температури поверхні. Іноді, коли не можна уникнути теплообміну через термоперетворювач, намагаються перенести цей теплообмін з точки вимірювання температури в іншу точку.

Для безперервного вимірювання температури поверхні використовують промислові поверхневі термоперетворювачі. в позначенні присутня буква П, наприклад Тхапа. Установка таких термоперетворювачів показана на рис. 1, г, д. Термопреобразователь (рис. 1, г) притиснутий до поверхні спеціальними зажимами. Наявність ізоляції трубопроводу практично виключає відведення (або підведення) теплоти від місця вимірювання і тому термоперетворювач не спотворює температури поверхні, а хороший тепловий контакт між термометром і поверхнею за допомогою затиску забезпечує рівність температур термометра і поверхні.

Вимірювання температури рухомих поверхонь має свої специфічні проблеми. Найбільш бажано для цього застосовувати безконтактні методи вимірювання - по випромінюванню. Однак у багатьох випадках застосування безконтактного методу не може бути здійснено, так як немає прямої видимості контрольованої поверхні або його застосування перешкоджають інші причини. Тому досить широко застосовуються контактні термоперетворювачі. При цьому виникає проблема забезпечення теплового контакту між термоперетворювачем і рухомим тілом, або проблема передачі вимірювального сигналу з рухомого тіла на стаціонарну вимірювальну установку. Якщо термоперетворювач жорстко закріплений на вимірюваної поверхні і його температура дорівнює температурі поверхні, то при малих поступальних переміщеннях це можна здійснити за допомогою гнучких сполучних проводів. При обертальному русі передача сигналу проводиться за допомогою обертових контактних кілець.