Назначение
Преобразователи термоэлектрические серии S (далее по тексту - термопреобразователи или ТП) предназначены для измерений температуры жидких, сыпучих и газообразных сред, а также для измерений температуры поверхности.
Описание
Принцип работы датчиков температуры основан на термоэлектрическом эффекте -генерировании термоэлектродвижущей силы, возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов или сплавов, образующих часть одной и той же цепи.
Преобразователи термоэлектрические серии S имеют 9 модификаций (S01, S10, S40, S41, S50, S70, S80, S82, S96), различающихся по конструктивному исполнению, а также по назначению. Модификации ТП имеют исполнения, различающиеся типом НСХ термопары, классом допуска, длиной, диаметром и конструкцией монтажной части. ТП могут быть одинарные или двойные по числу термопар для измерения температуры в одной зоне. По числу зон термопреобразователи могут быть однозонными или многозонными (модификации S96).
Термопреобразователи модификаций S01, S10, S40, S41, S50, S80, S82 изготавливаются на основе термопарного кабеля и могут иметь как разборное, так и неразборное конструктивные исполнения. ТП состоят из измерительной вставки с одним или двумя чувствительными элементами (с заземленными, незаземленными или открытыми рабочими спаями с минеральной (MgO) изоляцией термоэлектродов), защитной арматуры с различными видами технологических соединений и монтажных элементов, клеммной головки или без неё -с удлинительными проводами или разъемами различной конструкции. Клеммные головки имеют модификации, отличающиеся конструкцией, материалом и степенью защиты. Головки в зависимости от модификации изготавливаются из алюминиевого сплава, стали, пластика или полиамида. Конструкция некоторых модификаций головок ТП предусматривает возможность встраивания в них измерительных преобразователей (утвержденных типов) с аналоговым или цифровым выходным сигналом. Для измерений температуры при высоких давлениях и скоростях потока предусмотрены защитные гильзы, конструкция и материал которых зависит от допускаемых параметров измеряемой среды.
ТП модификации S70 предназначены для измерений температуры наружной поверхности стенок химических реакторов различных типов и поверхности труб (в т.ч. в печах и котлах различной конструкции). ТП конструктивно выполнены в виде измерительной вставки, защитной арматуры с различными видами технологических соединений и монтажных элементов, и клеммной головки. Измерительная вставка выполнена на основе одинарной или двойной термопары кабельного типа с изолированными (заземленными или незаземленными) рабочими спаями с минеральной (MgO) изоляцией термоэлектродов. В конструкции монтажной части измерительной вставки ТП предусмотрен компенсационный змеевик, сохраняющий целостность термопреобразователя в процессе температурного расширения/сжатия при измерениях в печи, а также специальный кожух, который защищает рабочий спай термопары от внешних агрессивных воздействий. ТП имеют 6 исполнений («Knife-Edge», «Washer», «Clamp», «Interchangeable», «Fan type» и «Weld pad»), различающиеся способом присоединения рабочего спая термопары (в защитной оболочке) к поверхности объекта.
ТП модификации S96 предназначены для многоточечных измерений температуры жидких и газообразных сред, в том числе: для измерений и контроля температурного профиля в химических реакторах различных типов, в установках каталитического крекинга, гидроочистки, гидрокрекинга в ректификационных/фракционирующих колоннах при перегонке сырой нефти, а также в других установках. ТП конструктивно выполнены в виде измерительной вставки, защитной арматуры с различными видами технологических соединений и монтажных элементов, и распределительной коробки. Измерительная вставка выполнена на основе нескольких одинарных или двойных термопар кабельного типа с изолированными (заземленными или незаземленными) рабочими спаями с минеральной (MgO) изоляцией термоэлектродов, и может иметь различные конструкции в зависимости от исполнения термопреобразователя: в виде пучка термопар в защитной металлической оболочке (исполнение 896-БХ); с металлическими направляющими индивидуальными трубками; с распорными дисками, удерживающие термопары в требуемом положении; с биметаллическими плоскими пластинами, при помощи которых рабочие спаи термопар в процессе измерений плотно прижимаются к внутренней поверхности трубы и другую конструкцию (исполнение 896-БХ). Свободные концы от термопар выведены внутрь распределительной коробки, где пронумерованы в соответствии с зоной расположения рабочих спаев термопар. В распределительную коробку могут быть установлены измерительные преобразователи утвержденных типов. Конструкция и размеры распределительной коробки определяются количеством и типом измерительных преобразователей или контактных колодок. Термопреобразователи исполнения S96-SX могут использоваться с дополнительной защитной гильзой, изготовленной из нержавеющей стали или других жаропрочных сплавов.
Фото и чертежи общего вида ТП представлены на рисунках 1-9.
II
Рис.3 - S40 (S41)
Рис.1 - S01
Рис.2 - S10
Рис.4 - S50
Рис.5 - S70 Рис.6 - S80
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики ТП приведены в таблицах 1-3.
| Наименование характеристики | Значение характеристики в зависимости от модификации ТП |
| S01 | S10 |
| Обозначение типа термопары | K, N, J, E, T |
| Диапазон измерений, °С | от -200 до +1200 |
| Класс допуска по ГОСТ Р 8.585-2001 | 1, 2, 3 |
| Пределы допускаемых отклонений ТЭДС ТП от НСХ (At): J - класс 1 E - класс 1 T - класс 1 K, N - класс 1 J - класс 2 E - класс 2 T - класс 2 K, N - класс 2 E - класс 3 K, N - класс 3 Т - класс 3 | при t от -40 до 375 °С: At—±1,5 °С; при t от 375 до 750 °С: Al—±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At—±1,5 °С; при t от 375 до 800 °С: At—±0,004t °С; при t от -40 до 125 °С: At—±0,5 °С; при t от 125 до 350 °С: At—±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At—±1,5 °С; при t от 375 до 1100 °С: At—±0,004t °С; при t от 0 до 333 °С: At—±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At—±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At—±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At—±0,0075t °С; при t от -40 до 135 °С: At—±1,0 °С; при t от 135 до 400 °С: At—±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At—±2,5 °С; при t от 333 до 1100 °С: At—±0,0075t °С; при t от -200 до -167 °С: At—±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С: At—±2,5 °С; при t от -200 до -167 °С: At—±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С: At—±2,5 °С; при t от -200 до -66 °С: At—±0,015|t| °С; при t от -66 до 40 °С: At—±1,0 °С где |t| - абсолютной значение температуры, °С, без учета знака |
| Время термической реакции t0,9, с, не более | вода: 3,2/10 для 0 3/6 мм; воздух: 70/170 для 0 3/6 мм |
| Г лубина погружения рабочей части, мм, диаметр, мм | не менее 50 0 0,5 до 12,7 |
| Степень защиты от пыли и воды по ГОСТ 14254-96 | IP00 | IP54/IP66 |
| Материал защитной арматуры | Инконель 600, разные марки нержавеющей стали |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды °С; - относительная влажность, %. | от -40 до +85 (от -50 по спец. заказу) до 95 |
| Срок службы, лет | 10 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики в зависимости от модификации ТП |
| S40 | S41 |
| Обозначение типа термопары | K, N, J, E | R, S, B |
| Диапазон измерений, °С | от -200 до +1200 | от +300 до +1600 (R, S) от +600 до +1800 (B) |
| Класс допуска по ГОСТ Р 8.585-2001 | 1, 2 |
| Пределы допускаемых отклонений ТЭДС ТП от НСХ (At): J - класс 1 E - класс 1 T - класс 1 K, N - класс 1 S, R - класс 1 J - класс 2 E - класс 2 T - класс 2 K, N - класс 2 S, R - класс 2 В - класс 2 E - класс 3 K, N - класс 3 Т - класс 3 В - класс 3 | при t от -40 до 375 °С: At=± 1,5 °С; при t от 375 до 750 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At=± 1,5 °С; при t от 375 до 800 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 125 °С: At=±0,5 °С; при t от 125 до 350 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At—±1,5 °С; при t от 375 до 1100 °С: Al=±0,004t °С; при t от 300 до 1100 °С: At=±1,0 °С; при t от 1100 до 1600 °С: At=±(1,0+0,003(t-1100)) °С при t от 0 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 135 °С: At—±1,0 °С; при t от 135 до 400 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 1100 °С: At=±0,0075t °С; при t от 300 до 600 °С: At—±1,5 °С; при t от 600 до 1600 °С: At=±0,0025t °С; при t от 600 до 1800 °С: At=±0,0025t °С при t от -200 до -167 °С: At=±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С: At=±2,5 °С; при t от -200 до -167 °С: At=±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С: At=±2,5 °С; при t от -200 до -66 °С: At=±0,015|t| °С; при t от -66 до 40 °С: At=± 1,0 °С; при t от 600 до 800 °С: At=±4,0 °С; при t от 800 до 1800 °С: At=±0,005t °С, где |t| - абсолютной значение температуры, °С, без учета знака |
| Время термической реакции t0,9, с, не более | вода: 130 для 0 21,3 мм; воздух: 1250 для 0 21,3 мм | вода: 130/150 для 0 15/26 мм; воздух: 1250/1500 для 0 15/26 мм |
| Г лубина погружения рабочей части, мм, диаметр, мм | 300.1400 21,3 | 225.535 15/26 |
| Степень защиты от пыли и воды по ГОСТ 14254-96 | IP54 |
| Материал защитной арматуры | Высокотемпературная сталь, керамика |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды °С; | от -40 до +85 (от -50 по спец. заказу) |
| - относительная влажность, %. | до 95 |
| Срок службы, лет | 10 |
Таблица 3.
Значение характеристики в зависимости от модификации ТП
Наименование характеристики
S50
S70
S80
S82
S96
Обозначение типа термопары
K, N, J, Е
J, K
K, N, J, E, Т
K, N, J, Е
Диапазон измерений, , °С
от -200 до +1200
Класс допуска по ГОСТ Р 8.585-2001
1, 2, 3
Пределы допускаемых отклонений ТЭДС ТП от НСХ (At):
J - класс 1 E - класс 1 T - класс 1 K, N - класс 1
J - класс 2 E - класс 2 T - класс 2 K, N - класс 2
E - класс 3 K, N - класс 3 Т - класс 3
при t от -40 до 375 °С: At=±1,5 °С; при t от 375 до 750 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At=± 1,5 °С; при t от 375 до 800 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 125 °С: At=±0,5 °С; при t от 125 до 350 °С: At=±0,004t °С; при t от -40 до 375 °С: At=± 1,5 °С; при t от 375 до 1300 °С: At=±0,004t °С
при t от 0 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 900 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 135 °С: At=± 1,0 °С; при t от 135 до 400 °С: At=±0,0075t °С; при t от -40 до 333 °С: At=±2,5 °С; при t от 333 до 1300 °С At=±0,0075t °С;
при t от -200 до -167 °С: At=±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С At=±2,5 °С; при t от -200 до -167 °С: At=±0,015|t| °С; при t от -167 до 40 °С At=±2,5 °С; при t от -200 до -66 °С At=±0,015|t| °С; при t от -66 до 40 °С At=± 1,0 °С, где |t| - абсолютной значение температуры, °С, без учета знака_
Время термической реакции to,9, с, не более
вода: 31/35/72 для 0 3/5/9,5 мм; воздух: 220/240/430 для 0 3/5/9,5 мм
вода: 31/35/72 для 0 6/9,53/12,7 мм; воздух: 220/240/430 для 0 6/9,53/12,7 мм
вода: 0,7/3,2/6,7 для 0 1,5/3/4,5/6 мм; воздух: 25/70/120/170 для 0 1,5/3/4,5/6 мм
вода: 3,2/10 для 0 3/6 мм; воздух: 70/170 для 0 3/6 мм
| Г лубина погружения рабочей части, мм, диаметр, мм | 275.825 3/4/7,5/6/8/9,5 | 525.1425 6/8/9,53/12,7 | 525.1425 1,5/3/4,5/6 | 150.350 1,5/3/4,5/6 | 1775.3600 0,5.6 |
| Степень защиты от пыли и воды по ГОСТ 14254-96 | IP54/IP66 | IP54.IP66 | IP00 | IP54 | 6 6 P I 5 IP |
| Материал защитной арматуры | Инконель, разные марки сталей |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды °С; - относительная влажность, %. | от -40 до +85 (от -50 по спец. заказу) до 95 |
| Срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом, а также на шильдик, прикрепленный к ТП.
Комплектность
Преобразователь термоэлектрический серии S (модификация и исполнение - в соответствии с заказом) - 1 шт.
Паспорт - 1 экз.
Руководство по эксплуатации и монтажу (только для ТП модификаций S70, S96) - 1 экз.
Защитная гильза - 1 шт. (по дополнительному заказу)
Поверка
осуществляется по ГОСТ 8.338-2002 «ГСИ. Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки» и МИ 3090-2007 «Преобразователи термоэлектрические с длиной погружаемой части менее 250 мм. Методика поверки». ТП модификаций S70, S96 подлежат только первичной поверке при выпуске из производства.
Основные средства поверки:
- эталонные 1, 2, 3-го разрядов ТП типа ППО в диапазоне температур от плюс 300 до плюс 1200 °С;
- эталонные 2, 3-го разрядов ТП типа ПРО в диапазоне температур от плюс 600 до плюс 1800°С;
- термометр сопротивления ЭТС-100 эталонный 3 разряда с погрешностью по ГОСТ 8.558 в диапазоне температуры от минус 196 °С до плюс 660 °С;
- многоканальный прецизионный измеритель температуры МИТ 8.10 с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности измерения напряжения ±(10-4 U+1) мкВ, где U -измеряемое напряжение, мВ; сопротивления ±(10-5R+5 10-4), где R - измеряемое сопротивление, Ом.
- термостат с флюидизированной средой FB-08, рабочий диапазон температур от плюс 50 до плюс 700 °С
- жидкостные термостаты переливного типа серии ТПП-1 с диапазоном температур от минус 60 до плюс 300 °С;
- горизонтальная трубчатая печь сопротивления типа МТП-2М с диапазоном температур от плюс 300 до плюс 1100 °С;
- вертикальная трубчатая печь сопротивления с максимальной рабочей температурой не менее 1800 °С.
Примечания: при поверке допускается применение других средств измерений и вспомогательного оборудования, удовлетворяющих по точности и техническим характеристикам требованиям ГОСТ 8.338-2002.
Сведения о методах измерений
приведены в соответствующем разделе паспорта или Руководства по эксплуатации и монтажу (для ТП модификаций S70, S96) на преобразователи термоэлектрические серии S.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к преобразователям термоэлектрическим серии S
ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.
ГОСТ Р 8.585-2001. ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
Международный стандарт МЭК 60584-1. Термопары. Часть 1. Градуировочные таблицы. Международный стандарт МЭК 60584-2. Термопары. Часть 2. Допуски.
Техническая документация фирмы «RUEGER SA», Швейцария.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры ГОСТ 8.338-2002. ГСИ. Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки.
МИ 3090-2007 Преобразователи термоэлектрические с длиной погружаемой части менее 250 мм. Методика поверки.
Рекомендации к применению
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
