60
Физико-химические измерения
многомерных данных), применяемых при обработке абсорбционных спектров, особенно в ближней ИК-области [6, 7]. Среди методов многомерной калибровки наиболее подходящий для рассматриваемой задачи — дробный метод наименьших квадратов (Patrial Least Squares — PLS). Этот метод позволяет осуществлять сжатие больших массивов спектральных данных при максимальном извлечении содержащейся в них информации.
Заключение. Для реализации предлагаемого метода необходима небольшая модификация оптической схемы двух-лучевого спектрофотометра.
Совместная обработка спектров поглощения и рассеяния дает возможность с помощью одного прибора получать информацию как о составе жидкости, так и о концентрации и размерах взвешенных в ней частиц. При этом представляет особый интерес коротковолновый участок спектра малоуглового рассеяния (200—500 нм), несущий информацию не только о концентрации и размерах рассеивающих частиц, но и об их светопоглощении.
Метод может быть использован для контроля чистоты питьевой воды, проверки растворимости лекарственных препаратов, в исследованиях биологических жидкостей.
Л и т е р а т у р а
1. Лопатин В. Н. и др. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.
2. Фомин Г. С. Вода. Контроль химической, бактериологической и радиационной безопасности по международным стандартам: Энциклопедич. справочник. — М.: Протектор, 2000.
3. Шифрин К. С. // Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света. — Минск: Наука и техника, 1971. — С. 228.
4. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. — М.: Мир, 1986.
5. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. — М.: Мир, 1971.
6. Родионова О. Е., Померанцев А. Л. Хемометрика в аналитической химии. — М., 2005.
7. Аналитическая химия. Проблемы и подходы / Пер. с англ.; под ред. Р. Кельнер и др. — М.: Мир АСТ, 2004.
Дата одобрения 20.10.2005 г.
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА
621.36
Особенности применения термоэлектрических преобразователей и термометров
сопротивления
А. А. ДЕМИДОВИЧ, В. А. НИКОНЕНКО
Дана характеристика разрабатываемых и выпускаемых Омским научно-производственным предприятием «Эталон» термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления.
Ключевые слова: датчик температуры, термоэлектрический преобразователь, образцовые платиновые термометры сопротивления.
The characteristics of thermoelectric converters and thermometers of resistance developed and producted by the Omsk research-and-production enterprise «Etalon» are given.
Key words: temperature gauge, thermoelectric converter, standard platinum thermometers of resistance.
Омское научно-производственное предприятие «Эталон» специализируется на разработке и изготовлении первичных средств измерений температуры, средств ее регулирования, а также на разработке и изготовлении метрологического оборудования для их поверки.
К первичным средствам измерений температуры относятся датчики температуры, т. е. термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи, выпуск которых был освоен еще в 1977 г. В то время завод совместно с УНИИМ разработал и начал серийный выпуск образцовых платинородий-платиновых (ППО) (рис. 1) с диа-
зс
.11
МКР
СП
¡а
/
ЛС-59
140
Рис. 1. Преобразователь термоэлектрический образцовый пла-тинородий-платиновый (ППО)
пазоном рабочих температур 300—1200 °С и платинородий-платинородиевых (ПРО) с диапазоном рабочих температур 900—1800 °С термоэлектрических преобразователей (термопар). Длина термопар L — 1000 , 1250 и 1600 мм, длина погружения I — 290 мм. Выпуск преобразователей этих типов продолжается до сих пор.
Для измерения более низких температур в диапазоне от -196 до +660 °С в настоящее время предприятие совместно с ВНИИМ им. Д. И. Менделеева разработало и выпускает образцовые платиновые термометры сопротивления 3-го разряда ЭТС-100 в металлическом корпусе.
К разработке и серийному выпуску технических средств измерений температуры предприятие приступило в 1991—1992 гг. После распада СССР в России не осталось предприятий, занимающихся разработкой и изготовлением технических средств измерений температуры, так как монополистом в этой области деятельности было НПО «Электротермометрия» (г. Луцк, Украина). В короткие сроки на заводе были проведены разработка и технологическая подготовка серийного изготовления ряда типов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления, являющихся полным аналогом «луцких» датчиков температуры:
ТПП 5 182 002 ТПР 5 182 003 и 004
ТПП 2 821 004 ТПР 2 821 005 и 006
ТСП (ТСМ) 9201 ТСП (ТСМ) 9203
ТХА (ТХК) 9310 ТХА (ТХК) 9312
ТПП 0679-01 ТПР 0679-01
ТПП 0679 ТПР 0679
ТСП (ТСМ) 1088 ТСП (ТСМ) 1288
ТХА (ТХК) 2388 ТХА (ТХК) 2088
До 2000 г. был освоен серийный выпуск 64-х аналогов, в том числе датчиков с унифицированным выходным сигналом, датчиков во взрывобезопасном исполнении с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и др.
Однако повторение номенклатуры НПО «Электротермометрия» имело смысл только на начальном этапе, когда требовалась замена средств контроля температуры на давно работающем оборудовании. Но с течением времени стало появляться новое оборудование, в том числе импортное, и возникла необходимость в разработке и изготовлении импортозамещающих средств измерений температуры. На предприятии принимается решение об изготовлении датчиков температуры по индивидуальным заказам, т. е. с определенными заказчиком параметрами, характеристиками и типоразмерами и в соответствии с требованиями существующей нормативно-технической документации. Доля датчиков температуры по индивидуальным заказам возрастает с каждым годом: если в 2000 г. на предприятии было изготовлено около 260 типов таких датчиков, то в 2004 г. это число возросло до 510 типов.
г/ -1,
250 1050 ±50
-1, -■
" " ■ " "...... —1
Рис. 2. Термопреобразователь сопротивления ТСП 9501
При неоднократном повторении заказа на тот или иной датчик на него разрабатывают полный комплект конструкторской документации и проводят сертификацию. Некоторые типы датчиков были разработаны в результате сотрудничества с другими предприятиями: АО «Уралэлектротяж-маш» (Екатеринбург) — ТСМ (ТСП) 9501 — плоский термопреобразователь сопротивления (рис. 2), предназначенный для измерения температуры обмоток электрических машин; АО «Электросила» (С.-Петербург) — ТСП 9502 — плоский термопреобразователь сопротивления, служащий для тех же целей; АО «Аксарайский газоперерабатывающий завод» (п. Аксарайский Астраханской обл.) — ТХА (ТХК) 9517 — многозонные преобразователи термоэлектрические, предназначенные для контроля температуры в установках каталитического реформинга; АО «Красноярский алюминиевый завод» — ТХА 9625 — кабельные преобразователи термоэлектрические для текущего контроля температуры электролита в электролизерах совместно с измерителем температуры ИТП или ИТПМ.
Специалистами предприятия разработан ряд датчиков, имеющих уникальную (эксклюзивную) конструкцию, например: преобразователи термоэлектрические хромель-алюме-левые типа ТХА 0011, представляющие собой погружные кабельные термопары с защитным чехлом из нитрида бора и предназначенные для контроля температуры расплавленных металлов А1, Си, бронзы и т. п.;
погружные датчики типа ТХА (ТХК) 9709ф с фторопластовым покрытием арматуры, переменными диаметрами (О и й) и длиной погружаемой части I для контроля температуры химически агрессивных сред (рис. 3).
В настоящее время ведется разработка платинового термопреобразователя сопротивления для измерения температуры кислот, щелочей и других химически агрессивных сред с защитной арматурой из стекла. Разрабатываемые преобразователи обладают значительно меньшей инерционностью по сравнению с датчиками с фторопластовым покрытием арматуры.
Повышенные эксплуатационные требования предъявляются к термопреобразователям сопротивления, используемым при учете тепловой энергии. Предприятие «Эталон» поставляет подобные термопреобразователи в виде комплекта датчиков типа КТСПР 9514, в котором значения сопротивлений двух термопреобразователей, входящих в комплект, при 0 °С (Я0) отличаются не более чем на 0,01 %, а значения W100 — не более чем на 0,0001. В настоящее время предприятие изготовляет и поставляет комплекты КТСПР, соответствующие международным стандартам, с поверкой в трех точках.
С целью увеличения ресурса работы высокотемпературных платиновых термопреобразователей была предложена термопара типа ТПП 9717, состоящая из термоэлектродов, изолированных друг от друга керамической соломкой и помещенных в защитную арматуру в виде внутреннего (сапфирового) и наружного (керамического, КТВП) чехлов. Про-
Рис. 3. Преобразователь термоэлектрический ТХА 9709ф
странство между чехлами заполнено минеральной изоляцией (Д^з). Использование данной конструкции позволило:
увеличить ресурс термопары за счет снижения вероятности загрязнения термоэлектродов примесями, содержащимися в окружающей среде, и созданного щадящего режима работы для керамической арматуры;
сохранить инерционность, которая осталась равной инерционности термопар с одинарным чехлом.
Натурные испытания, проведенные в течение года на АООТ «Ижсталь» (Ижевск), подтвердили заявленные показатели надежности.
Среди термопреобразователей, выпускаемых предприятием, отметим те, которые выполнены на основе кабеля с минеральной изоляцией в металлической оболочке (ТХА (ТХК) 9808, КТХАС (КТХКС), ТСП 9801 и др., всего 21 тип). Кабельные преобразователи термоэлектрические имеют ряд преимуществ по сравнению с «проволочными»:
более высокую термоэлектрическую стабильность и рабочий ресурс;
возможность монтажа в труднодоступных местах (за счет относительно малого радиуса изгиба); малый показатель тепловой инерции; способность выдерживать большие рабочие давления; возможность изготовления на их основе термопреобразователей блочно-модульной конструкции.
Особого внимания заслуживают следующие системы температурного наблюдения, разрабатываемые и выпускаемые предприятием
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.