Jak prawidłowo mierzyć napięcie z termopary w piecu do 700°C bez przewodów miedzianych?

Wed Dec 11, 2013 8:43 pm   

Przeczytałem, że do pomiaru napięcia na termoparze nie można użyć
przewodów miedzianych. W wikipedi też piszą, że potrzebne jest jakieś
źródło temperatury odniesienia (woda z lodem??). Znajomy mnie zapytal
czy można po prostu miernikiem zmierzyć napiecie na termoparze i tak
ja sobie "skalibrować". Termopara jest umieszczona w retorcie
wystawionej z pieca na zewnątrz. Podłączył do gniazda z termopary
przewód miedziany w ekranie ok 30m aby na jego końcach mierzyć
napięcie z termopary. Zakres temperatur jaki chce mierzyć to 200-700
stopni, dokładność +-50 wystarczy. Temperaturę odczytywał
termometrem bezprzewodowym i jednocześnie notował napięcia z
termopary przy 100,200,300,400,500 stopniach, zależność mu wyszła
liniowa tzn. wartość odczytu napiecia w miliwoltach wystarczy
pomnożyć przez 24 aby obliczyć temperaturę (np. 20mV*24 daje 480
stopni). Teraz pytanie: czy taki pomiar woltomierzem na końcu 30m
kabla jest prawidłowy?
Skoro mu działa taki pomiar z termopary to po co się stosuje przewody
kompensacyjne, źródło temperatury odniesienia itp...?

--
Marek

Wed Dec 11, 2013 10:01 pm   

Użytkownik "Marek" napisał w

Termopara jest nie jedna w ukladzie pomiarowym :-)

Spojrz na rysunek:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Termopara

Jesli miernik (uzwojenie robocze) jest wykonany z materialu A, to mamy
napiecie zalezne od roznicy temperatur zlacz T1 i T2.

Jesli miernik z innego materialu, np miedzi, to w systemie jest pare
innych zlacz roznych materialow. I na kazdym jest jakies napiecie
kontaktowe, zalezne od temperatury.
Szczesliwie - jesli oba konce miernika sa w jednej temperaturze, to
zlacza A-Cu i Cu-A daja takie same napiecia, tylko w rozne strony i
sie znosza.
(uwaga - sa termopary, gdzie jeden z drutow jest miedziany)


Wspolczesne mierniki temperatury maja zwykle miedziane zaciski, co nam
daje trzy termopary, i w srodku uklad kompensujacy wplyw ich
temperatury - czyli symulujacy zlacze T2 umieszczone w temperaturze
0C.
Ale termopare musisz doprowadzic do tych zaciskow oryginalnymi
drutami.
Jesli gdzies tam przejdziesz na miedziane kable, to napiecie bedzie
zalezalo od temperatur zlacz material-miedz.

A ta temperatura ... zalezy pewnie jak daleko od pieca.

o, tu jest dobrze opisane
http://www.omega.com/temperature/z/pdf/z021-032.pdf


Z piecami jest jeszcze tak ze temperatura w nich wysoka, i te drobne
wahania temperatur w pokoju sa malo istotne.


Ale liniowosc termopar w ogole jest taka sobie.


J.

Wed Dec 11, 2013 10:03 pm   

W dniu 2013-12-11 20:43, Marek pisze:

Te kombinacje są dla tych którzy chcą mierzyć dokładniej niż +-50 stopni.


--
pozdrawiam
MD

Wed Dec 11, 2013 10:05 pm   

Pan Marek napisał:


Źródło temperatury odniesienia "zrobiło się" gdzieś w mierniku. Gdyby ten
cały woltomierz wystawić na mróz, to by więcej pokazał. Z tym łączeniem
za pomoca kabla miedzianego też jest tak, że w punkcie styku wytwarza się
napięcie zależne od różnicy temperatur pomiędzy innymi złączami. Więc się
z tego porobiła "termowielopara", a miernik pokazywał napięcie zależne od
kilku różnych temperatur. Zgodnie z regułami sztuki powinno się dać gdzieś
blisko na zapiecku wzmacniacz operacyjny i drugi element termopary, który
będzie miał tempereaturę mierzoną inną metodą, a dopiero stamtąd zwykły
kabel. Termoparami można mierzyć temperaturę z bardzo dobrą dokładnością,
ale jak tu chodzi o 50°, to w ogóle nie ma się czym przejmować.

--
Jarek

Wed Dec 11, 2013 10:41 pm   

On Wed, 11 Dec 2013 22:05:54 +0100, Jarosław
Sokołowski<jaros@lasek.waw.pl> wrote:

Czyli jego odczyty będą zaleźne od temperatury w jakiej jest
miernik, sam kabel oraz inne styki, jeśli takowe są "po drodze", tak?
Przy chęci uzyskania jakich dokładności należy już użyć te kombinacje
z kompensacją styków, temperatury odniesienia itp?

--
Marek

Wed Dec 11, 2013 10:54 pm   

Pan Marek napisał:


Dokładnie tak. Gdyby miało być inaczej, to by nam z tego wyszło perpetum
mobile -- wtykamy druta do pieca, a tam z gorącości robi nam się prąd.
Tak dobrze, to nie ma. Termopara nie zamienia temperatury na napięcie,
tylko różnicę temeratur na różnicę potencjałów.


Raczej ułamków stopnia. Ale to przecież zależy od wielu czynników
zakłócających, więc mogą być i pojedyncze stopnie błędu. Ja bym jednak
dał ten wzmacniacz operacyjny na zapiecku, żeby tym długaśnym kablem
transmitować raczej wolty niż miliwolty.

--
Jarek

Wed Dec 11, 2013 11:03 pm   

On Wed, 11 Dec 2013 22:54:34 +0100, Jarosław
Sokołowski<jaros@lasek.waw.pl> wrote:


Dlaczego perpetum mobile? Przecież cieplo to źródło energiii,
przemiana energii jedna w druga (ze stratą) to nie perpetum mobile...
btw a termogniwa? Wcześniej właśnie myślałem, że termopara to
termogniwo.

--
Marek

Wed Dec 11, 2013 11:19 pm   

Pan Marek napisał:


No niestety nie da się zamienić ciepła (energii wewnętrznej) na coś
pożytecznego. Silniki termodynamiczne (maszyna parowa, silnik spalinowy)
też nie potrafią przetwarzać ciepła w pracę. Chłodnica jest tak samo
istotna jak ogień pod kotłem.


Termoogniwo, które ma jedną część gorącą, drugą zimną. Innych nie ma.

--
Jarek

Wed Dec 11, 2013 11:58 pm   

W dniu 2013-12-11 23:19, Jarosław Sokołowski pisze:

Po co chłodnica jeśli mamy różnicę temperatur.
Pamiętam w starym kotle gazowym, cewka głównego zaworu gazu była
podtrzymywana prądem z termopary umieszczonej w kotle i grzanej
"zniczem". Ponieważ to była zwykła cewka, a nie nadprzewodząca to cały
czas wydzielana na niej był energia. Zamiast niej można by dać mały
silnik elektryczny prądu stałego i by się kręcił. Jakby się uprzeć to
można by zrobić stos takich termopar i zasilać silnik pompki obiegowej :)



--
pozdrawiam
MD

Thu Dec 12, 2013 12:11 am   

On Wed, 11 Dec 2013 23:19:54 +0100, Jarosław
Sokołowski<jaros@lasek.waw.pl> wrote:

Dokonujesz jakiegoś skrótu myśliwego, którego nie rozumiem. Przecież
zamiana ciepła w pracę to istota silnika cieplnego. Chodzi Ci o wymóg
istnienia różnicy temp. aby aby proces mógł przebiegać?

--
Marek

Thu Dec 12, 2013 12:15 am   

On Wed, 11 Dec 2013 23:58:54 +0100, Mario <mariuszd@w.pl> wrote:


No właśnie. A czy nie podobnie działają zabezpieczenia zgaszenia
płomienia przy kuchenkach gazowych? Kiedyś rozbuerałem kurek takiej
kuchenki i tam w środku było coś na kształt cewki połączonej z
(chyba) termoparą przy palniku. Jak palnik zgasł cewka puszczala
zaworek, który odcinał gaz. Kuchenka nie miała żadnego zew. źródła
zasilana.

--
Marek

Thu Dec 12, 2013 12:23 am   

Pan Mario napisał:


"Ogień pod kotłem" i "chłodnica", to właśnie ta różnica temperatur.
Kwestia sformułowania.


Drugi koniec tej termopary umieszcza się przy czopuchu komina. Zawór
się zamyka gdy zgaśnie płomień (spadek temperatury gorącego końca),
ale równiez gdy gorące spaliny zamiast do komina będą ulatywać do
kotłowni (wzrost temperatury zimnego końca). Sprytna rzecz, bo jedna
termopara zabezpiecza przed wieloma awariami -- ulatnianie się
niespalonego gazu oraz np. zatkanie komina przez niedobre ptaszysko.


Ruskie robili takie elektrownie nakładane na lampę naftową. Wiele
drucików z dwóch metali (konstantan ze spirali piecyka i stal albo
miedź się nadają) poskręcanych naprzemian w formie gwiazdy. Środek
grzany lampą, zewnętrze chłodzone powietrzem. Można z tego nawet
radio lampowe zasilić.

--
Jarek

Thu Dec 12, 2013 12:31 am   

Pan Marek napisał:


Ja? Skrótu?! Dokładnie opisuję wymagania. Ciepło, czyli energia
wewnętrzna, do temperatura (bezwzględna) pomnożona przez ilość
materii i ciepło właściwe. Tej energii nie potrafimy spozytkować.


Tak to właśnie wygląda. Musi być *przepływ* ciepła. Ale to żadna
sensacja. Nie potrafimy spożytkować ciśnienia (na przykład na dnie
oceanu), ale różnicę ciśnień, to jak najbardziej. Nic nam po samym
potencjale elektrycznym, ale różnica potencjałów (napięcie), to już
rzecz użyteczna.

--
Jarek

Thu Dec 12, 2013 12:38 am   

Pan Marek napisał:


Działaja tak samo. Napięcie z jednej termopary jest małe (ułamek wolta),
ale prąd po byku. Zawory (tak w kotłach, jak i w kuchenkach) mają
sprężynę zamykającą gaz, którą się ręcznie ściska, a wtedy zwora
magnetyczna przylega do cewki. W takim stanie musi być zapalony gaz.
Dopiero wtedy zaczyna płynąć prąd i nie trzeba dociskać ręką. Taki
bezpiecznik działa w jedną stronę -- zgaszenie płomienia zamyka zawór,
ale ten nie może być otwarty przez sama termoparę.

--
Jarek

Thu Dec 12, 2013 1:48 am   

W dniu środa, 11 grudnia 2013 23:58:54 UTC+1 użytkownik Mario napisał:

Nie kręcił by się. No chyba że byłby na napięcie takie jakie daje termopara, czyli jakieś miliwolty. Takie termopary napięcia dają bardzo niskie. Za to prądy spore. Jak byś rozkręcił zawór i dostał się do cewki to byś zobaczył że była tam bardzo mało zwojów grubego drutu. A przemysłowym zaworze gazowym Junkersa drut był w okolicach 2mm2 a zwojów kilkadziesiąt. tak bliżej 30 niż 90.