Схема автоматического управления процессом варки гипса в котле. Классификация датчиков температуры. Расчет датчика температуры

СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ВАРКИ ГИПСА В КОТЛЕ

1 – бункер, 2 – нижний шибер, 3 – верхний шибер, 4 – вибратор, 5 – бак, 6 – сливной клапан, 7 – верхний клапан,

8 – программный релейный блок,

9 – звуковой сигнал, 10 – горелки

КЛАССИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ

ВЫБОР ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ

На основе данной классификации был выбран бесконтактный электрический датчик температуры для жидких сред - термопара платина - родиевая, так как  проста в изготовлении, надёжна в эксплуатации, не требует дополнительных источников питания, а также имеет возможность измерений в большом диапазоне температур.

Характеристики термопары ТППТ 01.06 В К₇₉₅ – И – d – L:

 - “платина+30% родий - платина+6%родий”;

 - диапазон рабочих температур, °C: от 0 до 1300;

 - рабочее давление: 0.1 МПа;

 - класс допуска: 1 и 2;

 - материал защитного чехла: соломка из алюмооксидной керамики;

 - показатель тепловой инерции: не превышает 1 с;

 - электромагнитная чувствительность 10 µV/°C;

 - защитный кожух : алюмооксидная керамика диаметром d=4мм.

РАСЧЕТ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ

В основу измерении температуры при помощи термопар положена следующая зависимость при постоянной температуре свободного конца термопары:

Е(t₀ t₁) = f (t₁) или Е= α(t₁ - t0),                                                             

где Е – т.э.д.с, развиваемая термопарой при ее нагреве,

t₁ - температура свободного конца термопары,

α - коэффициент Зеебека.

При изменении температуры свободного конца термопары по отношению к градуировочному значению вводится поправка, определяемая по градуировочной таблице или же вычислением по формуле

∆ = t'0•h,                                                                                                           

где ∆ - поправка на измененную температуру свободного конца термопары;

t'0 - действительная температура свободного конца термопары при градуировочной температуре, t0 = 0,

h - поправочный коэффициент, для  грубых подсчетов можно принять для термопар из неблагородных металлов h = 0,8-1,0, для термопар из благородных металлов h = 0,5-0,6.

Выясним, как влияет на термо-эдс третий проводник, включенный в цепь. Температура спая 1равна t, а температура мест соединения t₀. Определим термо-эдс для этой цепи.

E=e_ab(t)+ e_bc(t₀)+ e_ca(t₀),                                                                          

E= e_ab(t)- e_ab(t₀).                                                                                                

Рассмотрим температура мест соединения равны между собой.

E=e_ab(t)+ e_bc(t₁)+ e_св(t₁)+ e_ba(t₀),                                                             

Из данных уравнений следует, что введение третьего проводника не влияет на термо-эдс если температура мест их соединения одинакова.

Предположим, что температура спая 3 проводника С с проводником В не равна температуре t₀ спая 2 а имеет t^’₀, причем t^’₀ >  t_0. В этом случае термо-эдс будет иметь вид:

E₁=e_ab(t)+ e_bc(t^’)+ e_ca(t₀),                                                                         

E_ab(t,t₀) -E₁= e_cb(t^’)+e_ba(t₀)+e_ca(t₀).                                                                     

Выразим разность термо-эдс в форме:

E_ab(t,t₀) -E₁= e_cb(t^’)-e_bс(t₀)+e_ca(t₀)= E_сb(t,t₀).                                                       

Правая часть представляет собой термо-эдс развиваемую термоэлектрической цепью СВ с температурой спаев, равной температуре концов проводника С.

При последовательном соединении двух термопар общая т.э.д.с. равна:

Еоб = E1+Е2,                                                                                                   

Т.э.д.с. цепи, состоящей из n одинаковых термопар, равна:

Еоб = n•E1(tt0),                                                                                                

где n - число термопар, соединенных последовательно,

РАСЧЕТ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ

Е (tt0) – т.э.д.с. одной термопары с концами, находящимися при температуре t и t0.

При параллельном соединении одинаковых термопар т.э.д.с. цепи равна:

Еоб = (E1+Е2+…+Еn)/n.                                                                                 

При дифференциальном подсоединении термопар т.э.д.с. определяется как разность т.э.д.с. этих термопар:

Еоб = Е(t1t0) ± Е(t2t0).