Способ контроля полярности термоэлектродов
METHOD FOR CONTROL OF POLARITY OF THERMOELECTRODES

Изобретение относится к области термометрии, а конкретно для контроля полярности термоэлектродов.
Известен Способ определения полярности электродов термопар по знаку термоэлектродвижущей силы (патент SU553478 от 06.06.73 G01K 7/02), заключающийся в локальном нагреве и поочередном введении в измерительную схему холодного и нагретого щупов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения полярности, электроды термопар поочередно подключают к измерительной схеме посредством двух однородных по термоэлектрическим свойствам щупов и судят о полярности по сравнению фиксируемых при этом показаний, причем, перепад температур холодного и нагретого щупов поддерживают постоянным.
Недостатком способа является обязательное наличие доступа для нагрева и подключения и к холодному и к нагретому участку или необходимость демонтажа термопреобразователя из установки.
Наиболее близким по технической сущности и принятый за прототип, является способ контроля полярности соединения компенсационных проводов с электродами термопары при отсутствии доступа к месту соединения (патент SU 1016697 от 27.03.81, G01K 15/00, G01K 7/02), заключающийся в нагреве электродов с присоединенными к ним компенсационными проводами постоянным током и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, отличающийся тем, что, "с целью упрощения способа и обеспечения контроля при отсутствии доступа к рабочему спаю термопары, нагрев производят поочередно постоянным током разной полярности, а контроль полярности соединения осуществляют путем сравнения разности между абсолютными значениями термо-ЭДС, измеренными отдельно после нагрева током каждой полярности, с абсолютным значением меньшей из измеренных термо-ЭДС. Метод использует эффект Пельтье, который в данном случае заключается в том, что при пропускании электрического тока через термопару, ее спай помимо нагрева от джоулева тепла будет дополнительно нагреваться или охлаждаться в зависимости от полярности приложенного тока.
Недостатком этого способа является обязательное наличие возможности изменения температуры горячего спая. Недостаток практически неустраним, когда горячий спай не извлекаемо, находится в рабочих условиях установки (например, заделан в стенку сосуда или помещен в теплоноситель) и интенсивно теплообменивается с оборудованием и, соответственно, для достаточного изменения температуры горячего спая требуется создать за счет электронагрева и эффекта Пельтье значительный тепловой поток, что, как правило, несовместимо с последующей работоспособностью термопары, либо требует запуска установки с ее разогревом. Кроме того, пропускание электрического тока через один из термопрообразователей в условиях действующей установки не всегда допустимо по возникновению электрического потенциала на высокочувствительном измерительном оборудовании.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для его осуществления при определении полярности термопар, где перепад температуры между горячим спаем и свободными концами холодного спая осуществляется нагревом холодного спая.
Техническим результатом решения поставленной задачи является уменьшение эксплуатационных затрат, а именно возможность определения полярности без изменения режима работы и влияния на эксплуатацию термометрируемых установок.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе контроля полярности термоэлектродов, содержащий холодный и горячий спай, при отсутствии доступа к месту соединения и возможности изменения температуры горячего спая, заключающийся в нагреве электродов и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, перепад температуры осуществляют нагревом только свободных концов холодного спая и по показаниям измерительного прибора определяют полярность термоэлектродов.
При этом нагрев свободных концов холодного спая осуществляют автономно, например, от аккумулятора, что позволяет выполнить устройство переносным и не зависимым от стационарных источников электропитания.
При этом нагреватель выполнен электроизолированным от термоэлектродов для исключения передачи электропотенциала в измерительную схему и термопреобразователь, и снабжен системой контроля и защиты от перегрева путем ограничения мощности для исключения повреждения измерительного блока и термопреобразователя.
При этом только конечный участок термоэлектродов проходит через нагреватель для обеспечения выравнивание температуры на концах холодного спая в соединениях измерительного устройства и позволяет уменьшить мощность нагревателя.
Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, изображено на фиг. 1
Устройство состоит из
Термоэлектродов термопреобразователя 1, полярность которых необходимо определить, подключаемых к клеммам 2 измерительного блока 3. Клеммы 2 расположены в области действия нагревателя 4, а конечный участок термоэлектродов 1 проходит через нагреватель 4. К измерительному блоку 3 подключен измерительный прибор 5.
Способ осуществляется следующим образом:
Нагреватель 4 обеспечивает нагрев на время достаточное для создания необходимого перегрева (перепада температуры) между холодным и горячим спаями и по показаниям измерительного прибора 5 определяется полярность термоэлектродов 1.
Нагрев осуществляют, работающим, например, автономно, от аккумулятора нагревателем 4. При необходимости нагреватель 4 может быть выполнен электроизолированным от термоэлектродов 1. Нагреватель 4 при необходимости может быть снабжен системой контроля и защиты от перегрева либо защищен от перегрева путем ограничения мощности.
Таким образом, осуществление в способе контроля полярности термоэлектродов при отсутствии доступа к месту соединения и возможности изменения температуры горячего спая, нагрева электродов и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, причем перепад температуры осуществляется нагревом только свободных концов холодного спая автономно и по показаниям измерительного прибора определяется полярность термоэлектродов, позволяет уменьшить эксплуатационные затраты, а именно возможность определения полярности без изменения режима работы и влияния на эксплуатацию термометрируемых установок.