Закрыть
Регистрация
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация

Термометрия: забытые возможности вольфрам-рениевых термопар

Публикации

05.09.11 11:49
Одноклассники Facebook LJ Twitter В Контакте

Термопреобразователь помещался в дополнительный защитный чехол из углеродного композитного материала УКМ и устанавливался внутри рабочего пространства камеры на удалении 20 мм от поверхности графитового нагревателя. Термопреобразователь выдержал 5 циклов термообработки и остался в рабочем состоянии. Метрологические характеристики термопары контролировались с помощью штатного пирометра печи. В настоящее время изготавливаются аналогичные термопреобразователи для малых печей-реакторов. Этот результат свидетельствуют об устойчивости лейкосапфира в условиях высокого углеродного потенциала рабочей среды. Максимальная рабочая температура применения лейкосапфира достигает 1950°С, что достаточно для большинства применений.

При более высоких температурах почти вся электроизолирующая керамика становится электропроводной, что приводит к шунтированию сигнала термопары и трудноучитываемым погрешностям. В диапазоне температур 1900...2400°С рекомендуется использовать оксид бериллия. Его электрическое сопротивление и термостойкость максимальны. Однако оксид бериллия токсичен. На верхнем пределе измерения вольфрам-рениевой термопары рекомендуется использовать незащищенные термоэлектроды.

Вольфрам-рениевые термопары хорошо зарекомендовали себя для кратковременного измерения температуры расплавленных металлов в окислительных средах. В этом случае термопары защищают чехлом, устойчивым к многократным термоударам. Испытания термопар, проведенные с помощью термозондов производства Обнинской термоэлектрической компании (см.рис.4) в расплавах стали, показали, что защитный чехол из модифицированной кварцевой керамики выдерживает от 20 до 30 погружений в расплав на время до 40-60 с при температуре 1500°С и до 10 погружений при температуре 1700°С. Одновременные замеры температуры двумя термозондами показали расхождения в показаниях на 1.2 градуса. Замена рабочего спая и близлежащего участка термоэлектродов требовалась через 5-10 измерений, при этом дрейф термоЭДС не превышал 4-8 градусов. Аналогичные результаты приведены в [7, с.39], когда термопары ВР5\20 при кратковременном погружении в расплав металла зарекомендовали себя не хуже платинородиевых. Термозонд полностью автономен (питание =4,5В) и имеет цифровой индикатор температуры класса точности 0,25. Возможно изготовление как небольших термозондов для контроля температуры расплава в индукционных печах, так и специальных термометрических штанг длиной до 3 м для контроля температуры в сталеразливочных ковшах. В настоящее время ведутся работы с участием специалистов Брянского машиностроительного завода по доработке конструкции термозондов с целью большего удобства и надежности в эксплуатации.

Термозонд с вольфрам-рениевой термопарой

Рис.4 Термозонд с вольфрам-рениевой термопарой для кратковременного измерения температуры расплава жидкого металла

Суммируя все вышеизложенное, можно сделать заключение, что вольфрам-рениевая термопара и термопреобразователи на ее основе имеют технический потенциал, который в настоящее время используется далеко не полностью. Как показывает первый опыт, надежные конструкции вольфрам-рениевых термопреобразователей возможны, условия для их серийного производства и метрологического обеспечения имеются, производитель вольфрам-рениевой проволоки ждет заказов. Решение задачи надежной защиты термоэлектродов от воздействия рабочей среды серьезно расширит область их применения. Это позволит произвести частичное замещение термопреобразователей с термопарами драгоценных металлов в диапазоне температур 1000.1700°С. Выбор за потребителем. 6

Список использованной литературы:

1. Межгосударственный стандарт ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия. Минск, изд-во стандартов, 1998.

2. И.Л.Рогельберг, В.М.Бейлин. Сплавы для термопар. Справочник, М., Металлургия, 1983.

3. Государственный стандарт РФ ГОСТР 8.585-2001. ГСОЕИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. Москва, изд-во стандартов, 2002.

4. СУО.021.142 ТУ. Проволока из сплава вольфрама с рением отожженная градуированная для термоэлектродов термопар. Технические условия

5. . И.П.Куритнык, Г.С.Бурханов, Б.И.Стаднык Материалы высокотемпературной термометрии. М.,Металлургия, 1986.

6. G.W.Burns, W.S.Hurst . Studies of performance of W-Re type thermocouples. National Bureau of Standards, USA. In Proceedings : “Properties and perfomance of thermocouple materials”, pp.1751-1766, 1972.

7. О.А.Геращенко, А.Н.Гордов, А.К.Еремина, В.И.Лах, Я.Т.Луцик и др. Температурные измерения. Справочник, Киев, Наукова Думка, 1989.

8. Б.И.Стаднык, С.П.Яцишин Пути стабилизации эксплуатационных характеристик высокотемпературных термоэлектрических термометров. М., ЦНИИТЭИприборостроения, 1977, с.41. .

9. Б.И.Стаднык, С.П.Яцишин, Солянык Л.М. О причинах изменения термоЭДС вольфрамрениевых сплавов. ж.ТВТ, 1976 (14), №3, с.533-537.

10. А.А.Фрактовникова, Б.В.Кебадзе, В.П.Корнилов Опыт разработки и применения высокотемпературных термопар в ГНЦ РФ ФЭИ. Тез.докл. 2-ой Всероссийской конференции по проблемам термометрии «Температура-2004», изд.ФГУП НИИ НПО «ЛУЧ», г.Подольск, март 2004 г.



Возврат к списку