RU111289U1

RU111289U1 - THERMOELECTRIC CONVERTER FOR MEASURING TEMPERATURE OF THERMOMETRIC MEDIA

Info

Publication number: RU111289U1
Application number: RU2011127125/28U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Плотников; Алексей Алексеевич Соха; Радион Алексеевич Соха; Андрей Владимирович Крюков
Original assignee: Вадим Николаевич Плотников; Алексей Алексеевич Соха; Радион Алексеевич Соха; Андрей Владимирович Крюков
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2011-12-10

Abstract

Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред, содержащий кабельную термопару, рабочая часть которой помещена в защитный наконечник, выполненный в виде металлического стержня с глухим отверстием и оснащенный узлом крепления, защитный наконечник имеет номинальный размер внутреннего диаметра, равный номинальному размеру наружного диаметра рабочей части кабельной термопары, отличающийся тем, что кабельная термопара имеет размер наружного диаметра рабочей части не более 2 мм, а толщина стенки защитного наконечника имеет размер не более 0,9 мм и дополнительно его - защитного наконечника - наружная поверхность покрыта защитным материалом. Thermoelectric converter for measuring the temperature of thermometered media, containing a cable thermocouple, the working part of which is placed in a protective tip, made in the form of a metal rod with a blind hole and equipped with a fastener, the protective tip has a nominal inner diameter size equal to the nominal outer diameter of the working part of the cable thermocouple , characterized in that the cable thermocouple has an outer diameter of the working part of not more than 2 mm, and the wall thickness of the protective tip has a size of not more than 0.9 mm and, additionally, of the protective tip, the outer surface is covered with a protective material.

Description

Полезная модель относится к термометрии и может быть использована для измерения температуры термометрируемых сред, в частности жидких расплавов алюминия или криолита, в плавильных печах, ковшах и других агрегатах.The utility model relates to thermometry and can be used to measure the temperature of thermally measured media, in particular liquid aluminum or cryolite melts, in smelters, ladles and other units.

Известна конструкция термоэлектрических преобразователей КТХА 02.08, КТНН 02.08, производства ООО «ПК «Тесей» /Каталог продукции ООО «ПК «Тесей», май 2006, с.1-58/. Термопреобразователь изготавливается из термопарного кабеля с минеральной изоляцией КТМС диаметром 2 или 3 мм. Защитный наконечник длиной около 300 мм изготовлен из трубы 13×2.5 и имеет узел крепления к измерительной штанге. Торцевая часть преобразователя выполнена с утончением до диаметра 8 мм. Указанные преобразователи термоэлектрические предназначены для кратковременного измерения температуры расплавленного электролита в ваннах электролизеров. Недостатком термопреобразователей типа 02.08 является ограниченное количество возможных замеров, связанное с длительностью одного замера обусловленного массой наконечника.Known design of thermoelectric converters KTHA 02.08, KTNN 02.08, manufactured by LLC "PC" Theseus "/ Product catalog of LLC" PC "Theseus", May 2006, p.1-58 /. The thermocouple is made of thermocouple cable with mineral insulation KTMC with a diameter of 2 or 3 mm. A protective tip with a length of about 300 mm is made of a 13 × 2.5 pipe and has a mount to the measuring rod. The end part of the transducer is made with thinning up to a diameter of 8 mm. These thermoelectric converters are designed for short-term measurement of the temperature of the molten electrolyte in the electrolytic baths. The disadvantage of type 02.08 thermal converters is the limited number of possible measurements associated with the duration of one measurement due to the weight of the tip.

Известен термоэлектрический преобразователь для измерения температуры методом кратковременного погружения в термометрируемую среду, принятый в качестве прототипа, изготовленный из кабельной термопары, рабочая часть которой помещена в защитный наконечник, выполненный в виде металлического стержня с глухим отверстием и оснащенный узлом крепления к измерительной штанге, при этом, кабельная термопара имеет номинальный размер наружного диаметра рабочей части от 1 мм до 2 мм, а защитный наконечник имеет номинальный размер внутреннего диаметра, равный номинальному размеру наружного диаметра рабочей части термопары, причем толщина стенки защитного стержня имеет размер от 1 мм до 2 мм (Патент RU 66040). Недостатком данного термоэлектрического преобразователя является высокое термическое сопротивление из-за большого диаметра рабочей части кабельной термопары, большой толщины стенки защитного стержня и т.д.Known thermoelectric transducer for measuring temperature by short-term immersion in a thermally measured medium, adopted as a prototype, made of a cable thermocouple, the working part of which is placed in a protective tip made in the form of a metal rod with a blind hole and equipped with a mount to the measuring rod, while the cable thermocouple has a nominal outer diameter of the working part from 1 mm to 2 mm, and the protective tip has a nominal inner diameter Etra equal to the nominal size of the outer diameter of the working part of the thermocouple, wherein the wall thickness of the protective bar has a size of 1 mm to 2 mm (RU Patent 66040). The disadvantage of this thermoelectric converter is the high thermal resistance due to the large diameter of the working part of the cable thermocouple, the large wall thickness of the protective rod, etc.

Задачей полезной модели является создание термоэлектрического преобразователя с низким термическим сопротивлением, приводящим к повышению количества замеров температуры термометрируемых сред, а именно жидких расплавов алюминия или криолита.The objective of the utility model is to create a thermoelectric transducer with low thermal resistance, leading to an increase in the number of temperature measurements of thermally measured media, namely liquid aluminum or cryolite melts.

Достигается это тем, что термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред изготовлен из кабельной термопары, рабочая часть которой, имеющая размер наружного диаметра не более 2 мм, помещена в защитный наконечник, выполненный в виде металлического стержня с глухим отверстием и оснащенный узлом крепления, при этом защитный наконечник имеет номинальный размер внутреннего диаметра, равный номинальному размеру наружного диаметра рабочей части кабельной термопары, толщина же стенки защитного наконечника имеет размер не более 0,9 мм, и дополнительно, его - защитного наконечника, наружная поверхность покрыта защитным материалом.This is achieved by the fact that the thermoelectric transducer for measuring the temperature of thermocouple media is made of a cable thermocouple, the working part of which, having an outer diameter of no more than 2 mm, is placed in a protective tip made in the form of a metal rod with a blind hole and equipped with a mounting unit, while the protective tip has a nominal size of the inner diameter equal to the nominal size of the outer diameter of the working part of the cable thermocouple, the wall thickness of the protective tip has a size of not more than 0.9 mm, and in addition, its protective tip, the outer surface is covered with a protective material.

Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред (жидких расплавов алюминия или криолита) поясняется рисунком, где на фиг. изображен его общий вид, при этом: кабельная термопара - 1, рабочая часть - 2, защитный наконечник - 3, защитный материал - 4, узел крепления - 5.The thermoelectric transducer for measuring the temperature of thermally measured media (liquid aluminum or cryolite melts) is illustrated in the figure, where in FIG. its general view is shown, with: cable thermocouple - 1, working part - 2, protective tip - 3, protective material - 4, attachment point - 5.

Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред, а именно жидких расплавов алюминия и криолита имеет следующие особенности изготовления. Рабочая часть 2, с наружным диаметром не более 2 мм, кабельной термопары 1, помещалась в защитный наконечник 3, далее, для компенсации зазора между рабочей частью 2 кабельной термопары 1 и защитным наконечником 3, он (защитный наконечник 3) обжимался или прокатывался совместно со вставленной в него рабочей частью 2 кабельной термопары 1. Далее защитным материалом (нитрид бора, оксид алюминия и т.д.) 4, методом плазменного напыления, покрывали защитный наконечник 3, что позволило уменьшить толщину стенки самого защитного наконечника 3, имеющего размер не более 0,9 мм (без защитного материала), а также уменьшение диаметра рабочей части 2 кабельной термопары 1, имеющего размер от 2 мм и значительно ниже, даже менее 1 мм, то есть 0,9 мм и еще ниже. Все это (уменьшение толщины стенки защитного наконечника 3, наружного диаметра рабочей части 2 кабельной термопары 1), в свою очередь привело к снижению термического сопротивления, а значит и инерционности термоэлектрического преобразователя, без снижения его измерительного ресурса, что позволило значительно сократить время одного замера температуры, а значит увеличить количество измерений температуры термометрируемых сред одним лишь термоэлектрическим преобразователем, в частности жидких расплавов алюминия и криолита. В термоэлектрическом преобразователе для измерения температуры термометрируемых сред использовалась кабельная термопара 1 с минеральной изоляцией, узел крепления 5 к прибору измерения температуры электролита и ликвидуса «МИТЭЛИК».The thermoelectric transducer for measuring the temperature of thermally measured media, namely liquid molten aluminum and cryolite, has the following manufacturing features. The working part 2, with an outer diameter of not more than 2 mm, of the cable thermocouple 1, was placed in the protective tip 3, then, to compensate for the gap between the working part 2 of the cable thermocouple 1 and the protective tip 3, it (the protective tip 3) was crimped or rolled together inserted into it with the working part 2 of the cable thermocouple 1. Next, the protective tip 3 was coated with a protective material (boron nitride, aluminum oxide, etc.) 4, by plasma spraying, which allowed reducing the wall thickness of the protective tip 3 itself, which has a size p is not greater than 0.9 mm (without barrier material), and reducing the diameter of the working section 2 of the thermocouple cable 1 having a size of 2 mm and is significantly lower, even less than 1 mm, i.e. 0.9 mm, and even lower. All this (reducing the wall thickness of the protective tip 3, the outer diameter of the working part 2 of the cable thermocouple 1), in turn, led to a decrease in thermal resistance, and hence the inertia of the thermoelectric converter, without reducing its measuring life, which significantly reduced the time of one temperature measurement , which means to increase the number of temperature measurements of thermometerable media by a thermoelectric converter alone, in particular liquid aluminum and cryolite melts. In the thermoelectric converter, a thermocouple 1 with mineral insulation was used to measure the temperature of thermo-measured media, a fastening unit 5 to the MITELIK electrolyte and liquidus temperature measuring device.

Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред, а именно жидких расплавов алюминия и криолита работает следующим образом: термоэлектрический преобразователь при помощи узла крепления 5 присоединяют к измерительному прибору, и погружают защитный наконечник 3 в термометрируемую среду (жидкий расплав алюминия или криолита) так, чтобы кабель термопары 1 не имел контакта с термометрируемой средой., при этом измерительный прибор автоматически запоминал максимальное значение температуры, достигнутое в процессе замера.A thermoelectric transducer for measuring the temperature of thermally measured media, namely liquid melts of aluminum and cryolite, works as follows: the thermoelectric transducer is attached to the measuring device using a fastening unit 5, and the protective tip 3 is immersed in a thermometer (liquid molten aluminum or cryolite) so that the cable thermocouple 1 had no contact with the thermometer medium., while the measuring device automatically remembered the maximum temperature value reached in p otsesse measurement.

Данные сравнительных испытаний заявленного термоэлектрического преобразователя и прототипа (Патент RU 66040) с термометрируемой средой - расплавленный электролит с температурой 950÷1100°С: время измерения (в секундах): заявленный термоэлектрический преобразователь - 3÷4, прототип - 5÷6; количество циклов измерений: заявленный термоэлектрический преобразователь - 1400÷1500, прототип - 1000÷1200.Comparative test data of the claimed thermoelectric converter and prototype (Patent RU 66040) with a thermometer medium — molten electrolyte with a temperature of 950 ÷ 1100 ° С: measurement time (in seconds): declared thermoelectric converter - 3 ÷ 4, prototype - 5 ÷ 6; number of measurement cycles: declared thermoelectric converter - 1400 ÷ 1500, prototype - 1000 ÷ 1200.

Термоэлектрический преобразователь для измерения температуры термометрируемых сред, а именно жидких расплавов металлов найдет широкое применение в черной и цветной металлургии и других областях промышленной деятельности человека, где требуется частый контроль температуры методом кратковременного погружения его в термометрируемую среду какого-либо иного технологического процесса.A thermoelectric converter for measuring the temperature of thermally measured media, namely liquid metal melts, will find wide application in the ferrous and non-ferrous metallurgy and other areas of human industrial activity, where frequent temperature control is required by short-term immersion of it in a temperature-measuring medium of some other technological process.

Claims

A thermoelectric transducer for measuring the temperature of thermocouple media containing a cable thermocouple, the working part of which is placed in a protective tip made in the form of a metal rod with a blind hole and equipped with a mounting unit, the protective tip has a nominal size of the inner diameter equal to the nominal size of the outer diameter of the working part of the cable thermocouple characterized in that the cable thermocouple has a size of the outer diameter of the working part of not more than 2 mm, and the wall thickness of the shields of the tip has a size of not more than 0.9 mm and additionally it - the protective tip - the outer surface is covered with a protective material.