RU8475U1 - HIGH TEMPERATURE - Google Patents

HIGH TEMPERATURE Download PDF

Info

Publication number
RU8475U1
RU8475U1 RU96114706/20U RU96114706U RU8475U1 RU 8475 U1 RU8475 U1 RU 8475U1 RU 96114706/20 U RU96114706/20 U RU 96114706/20U RU 96114706 U RU96114706 U RU 96114706U RU 8475 U1 RU8475 U1 RU 8475U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermoelectrode
thermocouple
temperature
temperature part
assembly
Prior art date
Application number
RU96114706/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.К. Дьяков
А.Т. Гречкин
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Октава"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью "Октава" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Октава"
Priority to RU96114706/20U priority Critical patent/RU8475U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU8475U1 publication Critical patent/RU8475U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

1. Высокотемпературная термопара, включающая коаксиальную сборку термоэлектродов, размещенную в герметичной арматуре, содержащей высокотемпературную часть и низкотемпературную часть с пружинным узлом натяжения внутреннего термоэлектрода, отличающаяся тем, что сборка термоэлектродов снабжена плавким элементом с реперной точкой плавления, установленным в электрической цепи сборки и выполненным с возможностью его замены после расплавления, а высокотемпературная часть арматуры выполнена съемной и содержит полость для сбора расплава плавкого элемента.2. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде стержня, установленного в поперечном сечении сборки и закрепленного на ее горячем конце посредством натяжения внутреннего термоэлектрода.3. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде части внешнего термоэлектрода.4. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде части внутреннего термоэлектрода.5. Термопара по п. 1, отличающаяся тем, что низкотемпературная часть арматуры выполнена с каналами для подачи инертной газовой среды в полость высокотемпературной части.1. A high-temperature thermocouple, comprising a coaxial assembly of thermoelectrodes, housed in a sealed fixture containing a high-temperature part and a low-temperature part with a spring unit for tensioning the internal thermoelectrode, characterized in that the thermoelectrode assembly is equipped with a fusible element with a reference melting point installed in the electric assembly circuit and made with the possibility of replacing it after melting, and the high-temperature part of the reinforcement is removable and contains a cavity for collecting the melt Stalls elementa.2. Thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made in the form of a rod mounted in the cross section of the assembly and mounted on its hot end by tensioning the internal thermoelectrode. Thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made as part of an external thermoelectrode. Thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made as part of an internal thermoelectrode. A thermocouple according to claim 1, characterized in that the low-temperature part of the valve is made with channels for supplying an inert gas medium into the cavity of the high-temperature part.

Description

ШСОКОТЕШШРАТУРНАЯ ТЕРМОПАРАSHOCK CRAFT

Изобретение относится к области термоэлектрических преобразователей и может быть использовано при измерении темвературн разжчных высокотемпературных технологических процессов, в частности, при исследовании процессов плавления тугоплавких материалов активной зоны ядерного реактора в диапазоне 2500-2700°С,The invention relates to the field of thermoelectric converters and can be used to measure temperature-temperature reflux high-temperature technological processes, in particular, when studying the processes of melting refractory materials of the active zone of a nuclear reactor in the range of 2500-2700 ° C,

Известна высокотемпературная термопара, содержащая два вольфрамрениевых термоэлектрода, первый из которых выполнен в виде прутка или проволоки, зачехленной внутри керамической трубки а второй в виде прямолинейного и пружинного участков с соотношением длин, удовлетворяющим вщ)ажению // / Лг , где: Д - длина прямо линейного участка, 1, - длина пружинного участка. При нагреве термопары происходит перемещение ее рабочего спая, при этом первый термоэлектрод свободно перемещается через вакуумный ввод движения и внутри керамического чехла, а второй термоэлектрод перемещается за счет растяжения его пружинного участка QQQPKnown high-temperature thermocouple containing two tungsten-fired thermoelectrodes, the first of which is made in the form of a rod or wire sheathed inside a ceramic tube and the second in the form of rectilinear and spring sections with a ratio of lengths satisfying the tightening // / L, where: D is the straight length linear section, 1, is the length of the spring section. When the thermocouple is heated, its working junction moves, while the first thermoelectrode moves freely through the vacuum motion input and inside the ceramic case, and the second thermoelectrode moves due to the extension of its spring QQQP

Л 1379646, 6-OIK7/02, заявл. 29.12.85 ),L 1379646, 6-OIK7 / 02, claimed 12/29/85),

Недостаток известной термопары заключается в том, что она не позволяет измерять температуру выше , так как выше этой температуры керамические материалы чехла становятся электропроводными. Кроме того, технологически сложно изготовить пружинный участок внешнего термоэлекторда с малым диаметром витков ( несколько миллиметров ) из тугоплавкой проволоки, что услсжняет изготовление термопары в целом.A disadvantage of the known thermocouple is that it does not allow measuring the temperature above, since above this temperature the ceramic materials of the cover become electrically conductive. In addition, it is technologically difficult to manufacture a spring section of an external thermoelectrode with a small diameter of coils (several millimeters) from a refractory wire, which complicates the manufacture of the thermocouple as a whole.

3K8,Jfe 3K8, Jfe

m 6 oiK7/o6m 6 oiK7 / o6

2400-2500 0. Термопара содержит вольфрамовый чехол, заполненный инертной газовой оредой, внутри которого размещена сборка проволочных термоэлектродов, выполненных из тугоплавких металлических материалов ( вольфрам, вольфршрениевый сплав ). Горячий спай тер- моэлектродов с помощью вольфрамового диска соединен с оттягивающей проволокой из тугоплавкого металла, парример, из вохьфрамрениевого сплава, vконцы которой укреплены на асбоцементной втулке, вставлен;ной внутрь фланца, размещенного в низкотемпературной зоне печи. Холодные кошщ термоэлектродов укреплены на подвижной колодке, которая соединена с оттягиважцей пружиной, размещенной с противоположной стороны за корпусом печи. Начальное натяжение оттягивающей пружины выбрано из такого расчета, чтобы по мере удлинения термоэлектродов в процессе нагрева они поддерживались бы в натянутом состоянии для исключения их провисания и соприкосновения со стенками нагревателя и между собой. При этом сила натяжения не должна превосходить прочность термоэлектродов на разрыв при высоких температурах ( см. Высокотемпературные термопары . Данишевский С.К., Сведе-Швец Н.й,, М., Металлургия, 1977, сЛ75« 177; а.с СССР Л 199449, 6-OIKI5/00, заявл, 19,10.63 ).2400-2500 0. The thermocouple contains a tungsten cover filled with an inert gas environment, inside of which there is an assembly of wire thermoelectrodes made of refractory metal materials (tungsten, tungsten alloy). Using a tungsten disk, a hot junction of thermoelectrodes is connected to a drawing wire of refractory metal, a parrimer made of wokframing alloy, the ends of which are mounted on an asbestos-cement sleeve inserted inside a flange located in the low-temperature zone of the furnace. The cold sheath of thermoelectrodes is mounted on a movable block, which is connected to a pull-out spring placed on the opposite side behind the furnace body. The initial tension of the retracting spring is selected from such a calculation that, as the thermoelectrodes elongate during heating, they are maintained in a taut state to prevent their sagging and contact with the walls of the heater and with each other. In this case, the tensile force should not exceed the tensile strength of thermoelectrodes at high temperatures (see High-temperature thermocouples. Danishevsky S.K., Swede-Shvets N.y., M., Metallurgy, 1977, SL75 “177; a.s. USSR L 199449, 6-OIKI5 / 00, claimed 19,10.63).

Недостатки известной термопары заключаются в сложности ее конструкции, исключшощей ее применение непосредственно в каком-либо технологическом процессе, так как горячий спай термоэлектродов размещается между холодными участка1ш термопары Ч Известная термопара не может использоваться, например, в качестве термопары погружения или в качестве поверхностной термопары закрепляемой горячим концом на объекте измерения.The disadvantages of the known thermocouple are the complexity of its design, excluding its use directly in any technological process, since a hot junction of thermoelectrodes is located between the cold sections of the 1st thermocouple. The known thermocouple cannot be used, for example, as an immersion thermocouple or as a surface thermocouple fixed by hot end at the measurement object.

- 2 содержащая коаксиальную сборку термоэлектродов внешниЛ из которых изготовлен в виде карборундовой трубки, а внутренний - из молибде новоЗ проволоки, помещенной в электроизоляционную глиноземную трубку ( или бусы ), соединенной со стальной спиральной пщжиной, ус тановленной ыежду изоляционными втулками на холодном торце внешнего термоэлектрода и обеспечивающей натяг внрщгеввего термоэлектрода. При работе в условиях расплавленньах солей и в других агрессивных средах термопара размещается в кера шческой или металлической арг MaTfpe, обеспечивающей ее герметичность в процессе измерений ( см. а.с. СССР Л 564546, OIK7/06, заявл. 18.03.76 ),- 2 containing a coaxial assembly of thermoelectrodes, the outer ones of which are made in the form of a carborundum tube, and the inner one is made of molybdenum wire placed in an alumina insulating tube (or beads) connected to a steel spiral shell mounted by insulating sleeves on the cold end of the outer thermoelectrode and providing a tightness of the internal thermoelectrode. When operating in molten salts and other aggressive environments, the thermocouple is placed in a MaTfpe ceramic or metal arg, which ensures its tightness during measurements (see USSR AS L 564546, OIK7 / 06, application 18.03.76),

Известная термопара также не может использоваться при температурах выше наличия в ней керамических материалов ( кар борундовая трубка и глиноземная электроизоляция ), Кроме того, технологически сложным является обеспечение плотности горячего спая с помощью замазки карборундовой вщхой и дополнительной защиты горячего конца путем обмазки карборундо-глиноземистой пастой, с последующей сушкой и термообработкой при температуре 10С10-1200 С.The known thermocouple can also not be used at temperatures higher than the presence of ceramic materials in it (carborundum tube and alumina electrical insulation) .In addition, it is technologically difficult to ensure the density of the hot junction by coating with carborundum powder and additional protection of the hot end by coating with carborundum-alumina paste, with subsequent drying and heat treatment at a temperature of 10C10-1200 C.

Анализ уровня техники в облети высокотемпературных теруюпар показывает, что в настоящее время отсутствуют термопары, способные обеспечить точное и надежное измерение температур выше . Это связано сак с использованием в известных термопарах керамических материалов, так и с конструктивной и технологической сложностью узлов термопар, в то время как сами термоэлектроды из тугоплавких металлов и сплавов способны работать при температурах выше в нейтральных, восстановительных и вакуумных средах ( см. указанную книгу Вксокотемпературные термопары, с. 80-97 )An analysis of the state of the art in the field of high-temperature thermo-pairs shows that there are currently no thermocouples capable of providing accurate and reliable temperature measurements above. This is due to the use of ceramic materials in well-known thermocouples, as well as to the structural and technological complexity of thermocouple assemblies, while thermoelectrodes made of refractory metals and alloys themselves are able to operate at temperatures higher in neutral, reducing, and vacuum media (see the indicated book Vksokotemperaturnye thermocouples, pp. 80-97)

« « Дш решения пос.тавленной задачи и достижении цели изобретения авторши предлагается внсокотешературная термопара, вкличшищя коаксиальную сборку термоэлектродов, размещенную в гериетичной арматуре, содержащей высокотемпературную часть и низкотемпературную часть с пружинным узлом натяжения внутреннего термоэлектрода, отличащаяся от известных аналогов тем, что сборка термовлектродов снабжена плавким элементом с реперной точкой плавления, установленным в электрической цепи сборки и выполненным с возможностью его замены после расплавления, а высокотемпературная часть арматуры выполнена съемной и содержит полость для сбора расплава плавкого элемента. Плавкий элемент может быть в шолнен в виде стержня, установленного в поперечном сечении сборки и закрепленного на ее горячем кон це посредством натяжения внутреннего термоэлектрода. Кроме того, плавкий элемент может быть выполнен в виде части внешнего или внутреннего термоэлектродов. А также, низкотемпературная часть арматуры может быть выполнена с канаяами для подачи инертной газовой среды в полость высокотемпературной части. Размещение в сборке термоэлектродов плавкого элемента с реперной точкой плавления, который установлен в электрической цепи сборки, позволяет фиксировать температуру по изменению свойств реперного материала на стадии его плавления, температура которого точно известна. Дяя реперов целесообразно использовать металлы или сплавы, так как высокотемпературные соединения типа оксидов, карбидов, борщов, нитРИДОВ и т.п. могут частично разлагаться до достижения их точки плавления, К доступным металлам с высокой температурой плавления, из которых могут изготавливаться реперы, относятся, например, гафний ( t пл. 2230°С ), рутений ( ), ирвдий С 2447°С ), ниобий ( 2469°С ), молибден ( 2620°С ),осмий ( ), тантал (2990°С). - 4 "" To solve the posed problem and achieve the objective of the invention, the author proposes an extra-coke temperature thermocouple, including a coaxial assembly of thermoelectrodes placed in a pressure fitting containing a high-temperature part and a low-temperature part with a spring unit for tensioning the internal thermoelectrode, which differs from the known analogs in that the assembly is equipped with fusible element with a reference melting point installed in the electrical circuit of the assembly and made with the possibility of its replacement after races melting, and the high-temperature part of the reinforcement is removable and contains a cavity for collecting the melt of the fusible element. The fusible element may be hollow in the form of a rod mounted in the cross section of the assembly and fixed to its hot end by tensioning the internal thermoelectrode. In addition, the fusible element can be made in the form of part of the external or internal thermoelectrodes. And also, the low-temperature part of the reinforcement can be made with canals for supplying an inert gas medium into the cavity of the high-temperature part. The placement in the assembly of thermoelectrodes of a fusible element with a reference melting point, which is installed in the electrical circuit of the assembly, allows you to record the temperature by changing the properties of the reference material at the stage of its melting, the temperature of which is known exactly. For benchmarks, it is advisable to use metals or alloys, since high-temperature compounds such as oxides, carbides, borsch, nitrides, etc. can partially decompose before reaching their melting point. Available metals with a high melting point, from which benchmarks can be made, include, for example, hafnium (t pl. 2230 ° С), ruthenium (), irvdium С 2447 ° С), niobium ( 2469 ° C), molybdenum (2620 ° C), osmium (), tantalum (2990 ° C). - 4

При расплавлении репера происходит изменение электросопротивления сборки тер&боэлектродов с их размыканием или с сохранением горячего спая ( пассивный репер типа стержня ) или разрыв цепи ( активный репер в виде части внешнего- трубчатого или части внутреннего - проволочного термоэлектродов ). Расплав репера собирается в полости высокотемпературной части арвяатуры так, что затем не оказывает хивяического воздействия на термоэлектроды ( в случае активного репера ), йащрпйер, если активный репер выполнен в виде части внутреннего проволочного термоэлектрода, образующей горячий спай с внешним трубчатым термоэлектродом, то изменение электросопротивления будет контролироваться ( вплоть до разрыва цепи ) на стадии достижения температуры плавления локального участка проволочного репераWhen the benchmark is melted, the electrical resistance of the assembly of thermoelectrodes changes with their opening or with the preservation of the hot junction (passive benchmark of the rod type) or open circuit (active benchmark in the form of a part of the outer tube or part of the inner wire thermoelectrode). The reference melt is collected in the cavity of the high-temperature part of the arvyatura so that then it does not have a hive effect on the thermoelectrodes (in the case of an active reference), if the active reference is made as part of the internal wire thermoelectrode forming a hot junction with an external tubular thermoelectrode, the change in electrical resistance will be monitored (up to the breaking of the chain) at the stage when the melting point of the local section of the wire reference is reached

Усилие натяжения, передаваемое на репер ( пассивный или активный) от пружинного узла через внутренний проволочный термоэлектрод, обеспечивает, с одной стороны, сохранение надежного контакта репера с горячим спаем в течение всего времени работы термопары, до момента расплавления репера, а с другой стороны, обеспечивает механическое усилие, необходимое для быстрого освобождения горячего спая от пасшшного репера в момент его расплавления и для быстрого разрыва цепи в момент расплавления активного репера. В результате происходит скачкообразное изменение электрического сигнала те ЕЯйопары, что позволяет фиксировать достигнутое в данный момент значение температуры, точно соответствующее заранее известной точке плавления материала репера.The tension force transmitted to the benchmark (passive or active) from the spring assembly through the internal wire thermoelectrode provides, on the one hand, the reliable contact of the benchmark with the hot junction during the entire thermocouple operation, until the benchmark melts, and on the other hand, it provides the mechanical force necessary to quickly release the hot junction from the passive benchmark at the time of its melting and to quickly break the chain at the time of melting of the active benchmark. As a result, an abrupt change in the electric signal occurs in the EHP pair, which makes it possible to record the temperature value reached at the moment, which exactly corresponds to the previously known melting point of the reference material.

Выполнение высокотемпературной части арматуры съемной позволяет отсоединить ее от низкотемперацурной части арматуры произвести замену репера ( пассивного или активного ) вновь соединить обе части друг с другом и повторно использовать термопару.The implementation of the high-temperature part of the reinforcement removable allows you to disconnect it from the low-temperature part of the valve to replace the benchmark (passive or active), reconnect both parts to each other and reuse the thermocouple.

- 5 - дщчи инертной газовой среды в полость высокотемпературной части, по зволяет создать надежщп) защиту термоэлектродов и реперов от воздействш кислорода или других агрессившзх газов и повышает стабильность их работы при высоких темгературак, обеспечивая точность измерений газонаполненной ге|ЯУ етичной термопары. Указанные каналы также могут использоваться для быстрой откачки газов из полости термопары, в случае ее применения для измерений в вакуумируемом герметичном объеме. Ш приведенных доводов следует, что использование предлагаемой термопары позволяет решить поставленщгБ авторами задачу и достичь целБ изобретения, то есть создать термопару, позволящую точно и на дежно измерять температуры выше , преимущественно до 2650 -2700°С , где известные термопары не работают. В результате область применения высокотемпературных термопар может быть существенно расширена. Предлагаемая термопара изображена на следущих чертежах: на приведена схема термопары, общий вид в разрезе; на фиг.2 - место А фигЛ, вариант I ( с пассивным репером ); на фиг.З место А фиг Л, вариант II ( с пассивным репером ); на - место А фиг.1, вариант П1 ( с активным репером ); на фиг. 5 место А , вариант 17 ( с активным репером ). Термопара включает в себя герметичную арматуру, состоящую из высокотемпературно части I и низкотемпературной части 2, соединенных друг с другом с помощью разборного соединения 3, имещего электроизолятор 4. Коаксиальная сборка термоэлектродов образована внешним трубчатым термоэлектродом 5 и внутренним проволочным термоэлектродом 6, между которыми образован горячий спай 7, содержащий репер 8, который соединен с внутренним термоэлектродом и за счет натяжеВИЯ последнего от црзщины 9, установленной в низкотешературной части, зафиксирован на концевой ( горячей ) части сборки Термоэлектроды через электроизолятор 10 герметично выведены из низкотемпературной части 2 и соединены с компенсационными проводами II.- 5 - due to an inert gas medium into the cavity of the high-temperature part, it allows to create reliable) protection of thermoelectrodes and benchmarks from the effects of oxygen or other aggressive gases and increases the stability of their operation at high temperatures, ensuring the accuracy of measurements of a gas-filled genetic thermocouple. These channels can also be used for fast pumping of gases from the thermocouple cavity, if it is used for measurements in a vacuum sealed volume. It follows from the above arguments that the use of the proposed thermocouple allows us to solve the problem posed by the authors and achieve the goal of the invention, that is, to create a thermocouple that allows accurate and reliable measurement of temperatures above, mainly up to 2650 -2700 ° C, where known thermocouples do not work. As a result, the scope of high-temperature thermocouples can be significantly expanded. The proposed thermocouple is shown in the following drawings: the diagram of a thermocouple is shown, a general sectional view; figure 2 - place a figL, option I (with a passive benchmark); in Fig. 3, place A of Fig. L, variant II (with a passive benchmark); in - place And figure 1, option P1 (with an active benchmark); in FIG. 5th place A, option 17 (with an active benchmark). The thermocouple includes sealed fittings consisting of a high-temperature part I and a low-temperature part 2 connected to each other using a collapsible connection 3 having an electrical insulator 4. The coaxial assembly of the thermoelectrodes is formed by an external tubular thermoelectrode 5 and an internal wire thermoelectrode 6, between which a hot junction is formed 7, containing a reference 8, which is connected to the internal thermoelectrode and due to the tension of the latter from the central part 9 installed in the low-temperature part, is fixed to end (hot) part of the assembly Thermoelectrodes through the insulator 10 are hermetically removed from the low-temperature part 2 and connected to the compensation wires II.

Высокотемпературная часть I имеет полооть 12, служащую для сбора расплава репера, Шкзкотемпературная часть имеет каналы 18, служащие для подачи инертной газовой среды в полость высокотемпературной части через центральное отверстие в электроизоляторе 4, по которому свободао пропущен внутренний проволочный термоэлектрод.The high-temperature part I has a cavity 12, which serves to collect the reference melt, the high-temperature part has channels 18, which serve to supply an inert gas medium into the cavity of the high-temperature part through a central hole in the insulator 4, through which the internal wire thermoelectrode is passed.

Ва фиг.2 показан вариант I выполнения пассивного репера в виде стержня 8, который свободно установлен в диаметрально противоположных отверстиях на конце внешнего трубчатого термоэлектрода 5 и закреплен в них за счет натяжения внутреннего проволочного термоэлект рода 6, связанного в свою очередь с пружиной 9. Нагфавление усилия натяжения на фиг. 2 условно обозначено стрелкой 14.Figure 2 shows an embodiment I of a passive frame in the form of a rod 8, which is freely mounted in diametrically opposite holes at the end of the external tubular thermoelectrode 5 and is fixed therein by tension of the internal wire thermoelectric of genus 6, which is in turn connected with the spring 9. tension forces in FIG. 2 is conventionally indicated by arrow 14.

На фиг.З показан вариант II выполнения пассивного репера в виде стержня 8, который свободно установлен в диаметральном углублении на торце крышки 15, с помощью которой образован горячий спай между термоэлектродами, и вместе с ней прижат к торцу внешнего термоэлектрода 5 ( усилие по стрелке 14 ).In Fig. 3, an embodiment II of a passive frame in the form of a rod 8 is shown, which is freely installed in the diametrical recess at the end of the lid 15, by means of which a hot junction between the thermoelectrodes is formed, and together with it is pressed against the end of the external thermoelectrode 5 (force along arrow 14 )

На фиг.4 показан вариант III выполнения активного репера в виде торцевой кроши 16, соединенной с торцем внешнего термоэлектрода 5 и с концошнутреннего термоэлектрода 6,Figure 4 shows a variant III of the active frame in the form of an end crumb 16 connected to the end face of the external thermoelectrode 5 and from the end-inside thermoelectrode 6,

На фиг. 5 показан вариант 1У выполнения активного репера в виде проволочной части 17, соединенной с остальной частью внутреннего термоэлектрода 6 и закрепленной в торце 18 внешнего термоэлектрода, имеющем сквозные отверстия 19, служащие для протекания через нихIn FIG. 5 shows an embodiment 1U of an active frame in the form of a wire part 17 connected to the rest of the internal thermoelectrode 6 and fixed to the end face 18 of the external thermoelectrode having through holes 19 that serve to flow through them

- 7 -- 7 -

При сборке , с помощью прухшнн 9 устанавливается заданное усилие натяжения внутреннего проволочного термоэлектрода 6, обеспечивающее закрепление пассивного репера 8 на конце сборки ( фиг.2, 3 ) или натяжение активного репера 17 С |иг.5 ) На c6op:f надевается чехол I, который фхомощью соединения 3 герметично соединяется с чехлом 2 и в полость термопары через каналя 13 подается инертннЗ газ, например, аргон. Затем термопара вертикально устанавливается в исследуемый объект При нагреве температурные удлинения сборки компенси| уются пружиной 9. При достижении температуры на горячем спае термоэлектродов равной температуре плавления материала репера, в зависимости от вариантов его выполнения, происходят следущие процессы.When assembling, using pruction 9, a predetermined tension force is set for the inner wire thermoelectrode 6, which secures the passive frame 8 at the end of the assembly (Figs. 2, 3) or the tension of the active frame 17 C | Ig.5) The casing I is put on c6op: f, which with the help of compound 3 is hermetically connected to the case 2 and inert gas, for example, argon, is supplied into the thermocouple cavity through the channel 13. Then, the thermocouple is vertically installed in the object under study. When heated, the temperature elongations of the assembly compensate | they are spring 9. When the temperature on the hot junction of thermoelectrodes reaches the melting temperature of the reference material, depending on its options, the following processes occur.

Вариант I ( см. фиг.2 )Option I (see figure 2)

Стержневой репер 8 начинает расплавляться, теряет свою прочность и за счет усилия 14 перерезается внутренний термоэлектродом 6, что приводит к разрушению горячего спая и скачкообразному прекращению сигнала термопары. Расплавленный материал стержня 8 стекает в по« лость 12. Тем0ературно« временной график изменения электрического сигнала позволяет точно фиксировать значение достигнутой температуры. После чего термопара извлекается из объекта, чехол отсоединяется от чехла 2, производится установка нового стержневого репера, сборка термопары и ее повторное использование. Такая замена репера может производиться многократно, в том числе для реперов из различных материалов.The rod reference 8 begins to melt, loses its strength, and due to the force 14 is cut by the internal thermoelectrode 6, which leads to the destruction of the hot junction and the abrupt termination of the thermocouple signal. The molten material of the rod 8 flows into the “cavity 12. The temperature-temperature schedule of changes in the electrical signal allows you to accurately record the value of the achieved temperature. After that, the thermocouple is removed from the object, the cover is disconnected from the cover 2, a new rod reference is installed, the thermocouple is assembled and reused. Such a benchmark replacement can be made repeatedly, including for benchmarks from various materials.

Вариант II ( см. фиг. 3 )Option II (see Fig. 3)

Стержневой репер 8, также как и в варианте I, перерезается за счет усилия 14 и расплав стекает в полость 12. Однако при этом разрушения горячего спая не происходит, так как внутренний проволочный термоэлектрод 6, за счет натяжения пружиной 9, продолжает контакти о The rod reference 8, as in version I, is cut by the force 14 and the melt flows into the cavity 12. However, the destruction of the hot junction does not occur, since the internal wire thermoelectrode 6, due to tension by the spring 9, continues to contact

п P

,,

ровать с крЕонкой 15. Мов1внт перерезания репера 8 приводит к скачкообразному изменению сигнала термопары и позволяет точно за||иЕоировать значение достигнутой температуры, после чего термопара может продолжать работать. Замена репера осуществляется аналогично варианту I.Adjusting the shift 15. Moving power of cutting the reference 8 leads to an abrupt change in the signal of the thermocouple and allows you to precisely set the reached temperature for || and Еоо, after which the thermocouple can continue to work. Replacement of the benchmark is carried out similarly to option I.

Вариант III С см. фиг 4 )Option III C, see FIG. 4)

Активный репер, выполненный в виде торцевой крышки 16, соединенной с торцем внешнего термоэлектрода 5, находится под воздействием тока малой силы, пропускаемого через териоэлектрод, что позволяет контролировать изменение сопротивления электрической цепи и точно фиксировать момент, когда крышка 16 перерезается внутренним термоэлб)(тродом 6 от усилия 14 и происходит скачкообразный разр11в цепи. Расплав крышки 16стекает в полость . 12, освобождая торец термоэлектрода 5.The active benchmark, made in the form of an end cap 16 connected to the end face of the external thermoelectrode 5, is under the influence of a small current passing through the thermoelectrode, which makes it possible to control the change in the resistance of the electric circuit and accurately record the moment when the cap 16 is cut by the internal thermoelb) (trod 6 from the force 14, an abrupt discontinuity occurs in the circuit 11. The melt of the lid 16 flows into the cavity 12, releasing the end face of the thermoelectrode 5.

Вариант 1У ( см. фиг. 5 )Option 1U (see Fig. 5)

Работа термопары с активным репером 17 протекает аналогично варианту III, но скачкообразный разрыв цепи происходит при расплавлении проволоки 17, расплав которой через отверстия 19 в торце 18, стекает в полость 12.The operation of the thermocouple with an active benchmark 17 proceeds similarly to variant III, but a jump-like breaking of the circuit occurs when the wire 17 is melted, the melt of which flows through the holes 19 in the end face 18 into the cavity 12.

В вариантах III и 1У замена реперов осуществляется по схеме, описанной в I.In options III and 1U, the replacement of benchmarks is carried out according to the scheme described in I.

ПримерExample

Термопара использовалась в установке, цредназначенной для изучения физико- химических процессов взаимодействия стального корпуса активной зоны ядерного реактора с расплавом материалов активной зоны, соде|жащим оксид урана ( UOa, ) и оксиды циркония (,()x) в условиях градиента температуры. Диапазон контролируемых тешератур расплава составляет 2500-26500С , Защитный чехол I горячей частиThe thermocouple was used in a facility designed to study the physicochemical processes of the interaction of the steel body of the nuclear reactor core with the molten core material containing uranium oxide (UOa,) and zirconium oxides (, () x) under a temperature gradient. The range of controlled melt temperature is 2500-26500С, protective cover I of the hot part

- 9 арматуры вшюлнен в виде вольфрамовой трубки диаметром 14,5ш1, дли-ной 500 шя« В чехле о кольцевым зазором размещен внешний термоэлектрод- танталовая трубка диаметорм 9 мм, с толщиной стенки 0,2 мм, длиной 450 мм, внутри которой расположен активный репер в виде молибденовой проволоки диаметром 1,2 мм, одним концом припаянной к донышку танталовой трубки ( горячий спай ), а другим концом соединенной с проволочным термоэлектродом из сплава BP-2Q ( сплав вольфрама с 20 рения ) диаметром 0,2 мм. Чехол 2 холодной части арматуры выполнен в виде трубки из стали I2XI8HIOT. Чехлы I и 2 соединены друг с другом с помощью переходника 3, имещего промежуточный электроизолятор 4 из окиси алшиния. Проволочный термоалектрод свободно пропущен через центральное отверстие в электроизоляторе и внутри стальной пружины 9 и соединен с ее свободным торцем. Другим торцем пружина оп||рается на торец электроизолятора. Торец танталового термоэлектрода 5 закреплен в электроизоляторе 4 и соединен с проводом из сплава ВР-20 толщиной 0,2 мм, пропущенным снарро пр ужины 9. Концы обоих проводов из затем герметично пропущены через концевой электроизолятор 10 из окиси алюминия и соединены с компенсационными проводами II.- 9 fittings in the form of a tungsten tube with a diameter of 14.5 mm, length 500 mm. “An external thermoelectrode-tantalum tube with a diameter of 9 mm, a wall thickness of 0.2 mm, a length of 450 mm, inside of which there is an active a reference in the form of a molybdenum wire with a diameter of 1.2 mm, one end of a tantalum tube soldered to the bottom (hot junction), and the other end connected to a wire thermoelectrode from BP-2Q alloy (tungsten alloy with 20 rhenium) with a diameter of 0.2 mm. The cover 2 of the cold part of the valve is made in the form of a tube made of I2XI8HIOT steel. Covers I and 2 are connected to each other by means of an adapter 3 having an intermediate electrical insulator 4 of alsinium oxide. The wire thermo-electrode is freely passed through the central hole in the insulator and inside the steel spring 9 and is connected to its free end. At the other end, the spring rests || on the end face of the insulator. The end face of the tantalum thermoelectrode 5 is fixed in an insulator 4 and connected to a 0.2 mm thick BP-20 alloy wire passed through a snarro of a dinner 9. The ends of both wires are then hermetically passed through an aluminum oxide end insulator 10 and connected to compensation wires II.

Предварительно на стендовой установке исследовалась инерционность термопары, осуществлялась ее тарировка в защитном чехле, исследовалось влияние растечек тепла по защитному чехлу, оценивалась ресурсная работоспособность термопары. При этом дополнительно с термоэдс исследуемой термопары измерялись термоэдс контрольных термопар ВР5/20 и температура внешней поверхности чехла термопары и тигля с помощью пирометра ЖП-66 ( погрешность 0,4SS ),Previously, the inertia of the thermocouple was studied at a bench installation, it was calibrated in a protective cover, the effect of heat leaks in the protective cover was investigated, the service life of the thermocouple was estimated. In addition, the thermopower of the control thermocouples ВР5 / 20 and the temperature of the outer surface of the thermocouple cover and the crucible were measured using the ZhP-66 pyrometer (error 0.4SS) from the thermoelectric power of the thermocouple under study.

- 10 2 сек,.разброс термоэдс не более 0,4 мВ (не более 1), ресурс - свыше 2,5 часа. Оттарированная термопара погружалась вертикально на Глубину 100 тум в вольфрамовый тигель с материалом активной зоны и заполнялась аргоном при давлении 0,2 МПа, Нагрев тигля осуществ лялся в среде аргона вольфрамовым нагревателем, размещенным внутри индуктора установки. В процессе измерений срабатывание активного молибденового репера регистрировалось по скачкообразному падению значения, термоэдс термопары от 41,4 мВ до 31,4 мВ, что соответствует значеншо температуры по показаниям пирометра 2630 $ 10,, Таким образом показания термопары достаточно точно позволяют судить о достигнутой температуре расплава материалов активной зоны по моменту расплавления молибденового репера, точка плавления которого заранее известна и равна 2620°С. После срабатывания репера термопара извлекается из тигля, разбирается и, после установки нового репера,используется повторно. В сравнении с прототипом предлагаемая термопара используется как более точное и надежное средство индикаторного контроля изменения температуры выше , то есть в диапазоне высоких темпера тур, где прототип и другие известные термопары не работоспособны. JOO л Октава Авторы: ЛУЖИН В.Н, Гречкин А.Т. - II Дьяков Е.К. - 10 2 sec., Spread of thermoelectric power not more than 0.4 mV (not more than 1), resource - more than 2.5 hours. The calibrated thermocouple was immersed vertically at a depth of 100 tum in a tungsten crucible with core material and filled with argon at a pressure of 0.2 MPa. The crucible was heated in an argon medium with a tungsten heater placed inside the inductor of the setup. During measurements, the response of the active molybdenum reference was recorded by an abrupt decrease in the value of the thermocouple thermocouple from 41.4 mV to 31.4 mV, which corresponds to the value of the temperature according to the pyrometer reading of $ 2630 $ 10. Thus, the thermocouple readings make it possible to accurately judge the achieved melt temperature core materials at the time of melting of the molybdenum benchmark, the melting point of which is known in advance and equal to 2620 ° C. After the reference has been triggered, the thermocouple is removed from the crucible, disassembled and, after installing a new reference, is reused. In comparison with the prototype, the proposed thermocouple is used as a more accurate and reliable means of indicator control of temperature changes higher, i.e., in the high temperature range, where the prototype and other known thermocouples are not operable. JOO l Octave Authors: LUZHIN V.N., Grechkin A.T. - II Dyakov E.K.

Claims (5)

1. Высокотемпературная термопара, включающая коаксиальную сборку термоэлектродов, размещенную в герметичной арматуре, содержащей высокотемпературную часть и низкотемпературную часть с пружинным узлом натяжения внутреннего термоэлектрода, отличающаяся тем, что сборка термоэлектродов снабжена плавким элементом с реперной точкой плавления, установленным в электрической цепи сборки и выполненным с возможностью его замены после расплавления, а высокотемпературная часть арматуры выполнена съемной и содержит полость для сбора расплава плавкого элемента.1. A high-temperature thermocouple, comprising a coaxial assembly of thermoelectrodes, housed in a sealed fixture containing a high-temperature part and a low-temperature part with a spring unit for tensioning the internal thermoelectrode, characterized in that the thermoelectrode assembly is equipped with a fusible element with a reference melting point installed in the electric assembly circuit and made with the possibility of replacing it after melting, and the high-temperature part of the reinforcement is removable and contains a cavity for collecting the melt bench element. 2. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде стержня, установленного в поперечном сечении сборки и закрепленного на ее горячем конце посредством натяжения внутреннего термоэлектрода. 2. The thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made in the form of a rod mounted in the cross section of the assembly and mounted on its hot end by tensioning the internal thermoelectrode. 3. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде части внешнего термоэлектрода. 3. The thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made as part of an external thermoelectrode. 4. Термопара по п.1, отличающаяся тем, что плавкий элемент выполнен в виде части внутреннего термоэлектрода. 4. The thermocouple according to claim 1, characterized in that the fusible element is made as part of an internal thermoelectrode. 5. Термопара по п. 1, отличающаяся тем, что низкотемпературная часть арматуры выполнена с каналами для подачи инертной газовой среды в полость высокотемпературной части.
Figure 00000001
5. A thermocouple according to claim 1, characterized in that the low-temperature part of the valve is made with channels for supplying an inert gas medium to the cavity of the high-temperature part.
Figure 00000001
RU96114706/20U 1996-07-18 1996-07-18 HIGH TEMPERATURE RU8475U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114706/20U RU8475U1 (en) 1996-07-18 1996-07-18 HIGH TEMPERATURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114706/20U RU8475U1 (en) 1996-07-18 1996-07-18 HIGH TEMPERATURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU8475U1 true RU8475U1 (en) 1998-11-16

Family

ID=48270312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96114706/20U RU8475U1 (en) 1996-07-18 1996-07-18 HIGH TEMPERATURE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU8475U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6280083B2 (en) Thermocouple lance with layered sheath for measuring temperature in molten metal
US5520461A (en) Airtight thermocouple probe
EP1008839B1 (en) Fixed-point crucible and fixed-point temperature generating apparatus and temperature calibration method using the crucible
CA2441191C (en) Solid electrolyte sensor for monitoring the concentration of an element in a fluid particularly molten metal
JPH01250730A (en) Thermocouple
US5516413A (en) Rugged electrode for electrochemical measurements at high temperatures and pressures
RU8475U1 (en) HIGH TEMPERATURE
KR100797859B1 (en) Apparatus for the detection and measurement of particulates in molten metal
JP2004255171A (en) Calibrator for performing temperature calibration of furnace
RU2117265C1 (en) Device measuring temperature of corrosive melts
KR101171511B1 (en) Device for measuring a level of short-range using induction coil
JPS587173B2 (en) Temperature measurement device for electrical transformers
JP2000035364A (en) Device for continuous temperature-measurement of melted metal device
US6577118B2 (en) System and method for measuring liquid metal levels or the like
RU196229U1 (en) DEVICE FOR TAKING SAMPLES AND MEASURING PARAMETERS OF MELTS OF METAL AND SLAG
JP3550915B2 (en) Ceramic thermocouple for high temperature measurement
JP3533944B2 (en) Structure of thermocouple protection tube with destruction detection function
SU894536A1 (en) Device for measuring oxygen potential
JP2539861B2 (en) Continuous temperature measuring tube for molten metal
US3200647A (en) Best available copy
JP2006226966A (en) Oxygen sensor
EP1229313A2 (en) System and method for measuring liquid metal level
RU2400842C2 (en) Device for producing dispersion fuel element
JP5439531B2 (en) Continuous casting mold and manufacturing method thereof
RU69782U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUID METAL