Строительство дома - Ремонт квартиры - Дизайн
На производстве, в перерабатывающей промышленности, в научных исследованиях, в энергетике, в металлургии и многих других сферах деятельности человека существует множество технологических процессов, требующих поддержания определенной температуры. Одним из наиболее точных средств температурного мониторинга считаются термопары. Принцип их действия построен на разнице коэффициентов температурного расширения, свойственных различным металлам. Работать термопара может как самостоятельный датчик, так и в составе контрольно-измерительных комплексов или автоматизированных систем управления. Как правило, датчики находятся в рабочей зоне — на расстоянии от электронных приборов, устанавливаемых для теплового контроля, фиксирования температурных показателей и их дальнейшей передачи. Для удлинения термопар с целью их подключения к измерительным приборам (вторичным преобразователям) используется термоэлектродный кабель.
Производственные предприятия выпускают широкий ассортимент термоэлектронных кабелей, рассчитанных на подключение термопар, изготовленных из различных сплавов, и предназначенных для эксплуатации в определенных условиях. Такое разнообразие позволяет в каждом конкретном случае оптимальную разновидность изделий для температурного преобразователя, подключение которого требуется выполнить. С точки зрения конструкции все кабели имеют общие элементы, среди которых можно выделить изготовленные из сплавов токопроводящие жилы, изоляцию, оболочку.
Чтобы термоизмерительная система работала с максимальной точностью, токоведущие жилы удлинительных кабелей должны быть изготовлены из тех же металлических сплавов, которые использованы для изготовления подключаемой термопары, и иметь идентичные характеристики термо-ЭДС. Наиболее востребованы следующие комбинации:
термопара ТЖК + кабель с жилами железо-константан;
термопара ТХА + кабель с жилами хромель-алюмель;
термопара ТНН + кабель с жилами нихросил-нисил;
термопара ТХК + кабель с жилами хромель-копель;
термопара ТМК + кабель с жилами медь-константан.
Отдельной разновидностью термоэлектродных кабелей являются компенсационные провода. Их токоведущие жилы изготавливаются из сплавов с номинальными значениями термо-ЭДС, идентичными тем, что свойственны подключаемым термопарам. Тем не менее, это другие материалы, более дешевые, используемые для снижения себестоимости продукции. Например, коммутация термопар ПР (30% платина + 6% родий-платина) и ПП (платинородий-платина) с измерительными приборами осуществляется посредством проводников, жилы которых выполнены из меди или её сплавов, а вместо кабеля ХА для подключения термопары ТХА допускается применение провода медь-константан. Использование аналогов переводит систему мониторинга температуры во второй класс точности.
Материалы, используемые при изготовлении кабельной продукции в качестве изоляции, имеют большое значение для условий её последующей эксплуатации. Поэтому при выборе термоэлектродного кабеля необходимо учитывать термическую нагрузку:
В — ПВХ-пластикат (виниловый изоляционный материал), выдерживает температуру до +70°С, специальные термостойкие ПВХ-пластикаты — до 105°С;
С — силикон, выдерживает температуры до +180°С;
Ф — фторопласты, выдерживают температуру до +200°С (специальные термостойкие — до 250°С);
К — керамическая нить, может эксплуатироваться при температурах до +1200°С;
С — стеклонить, выдерживает температуру до +400 °С, термостойкая стеклонить (Н) — до +650°С.
Если в структуре кабеля задействованы два вида изоляции с различными характеристиками, то выбор осуществляется исходя из материала, имеющего менее высокую максимальную температуру.
В некоторых случаях кабель получает дополнительную экранирующую обмотку (в маркировке присутствует литера «Э»). Экран может быть выполнен из нержавеющей стали или луженой меди, его задача — защищать систему от помех, вызываемых наведенным электромагнитным полем. Стальной экранирующий слой также повышает устойчивость кабеля к механическим повреждениям. Отдельно стоит упомянуть гибкие термоэлектродные кабели (с литерой «Г» в маркировке), которые позволяют многократно перемещать и переустанавливать оборудование для температурного контроля. Токоведущая жила в них состоит из семи и более проволок, поэтому хорошо выдерживает частые нагрузки на изгиб.
При подключении термопары, независимо от её типа, необходимо учитывать полярность. Если этим правилом пренебречь, то погрешность измерений температуры возрастает из-за того, что свободные концы термоэлектрического преобразователя будут перегреваться. Избежать ошибки при выборе кабеля из определенного материала помогают производители, заключая токоведущие жилы в оболочку определенного цвета. На оплетке провода эта информация может дублироваться цветной нитью соответствующего оттенка. Положительные электроды тоже несложно определить, так как провод «+» по всей длине промаркирован продольной полосой.
Полярность проводников у наиболее востребованных типов термоэлектродного кабеля приведена в таблице ниже:
Что касается материалов изготовления, то для термопары ХА цвет оболочки может быть белым либо зелёным, для кабеля ХК — фиолетовым, для НН — синим, кабель медь-константан (МК) заключается в оболочку коричневого цвета, а железо-константан (ЖК) — черного. Положительно заряженный электрод у кабелей ПТВВ, ПТФФ, КТМСФЭ, КТМФФЭ, КТМСС, КТМФС, СФКЭ окрашивается в соответствующий цвет полностью, маркирование проводов ККМСЭ, КТМСЭ, КТСФЭ, ПТН, ПТНЭ производится путем вкрапления нитей соответствующего цвета в изоляцию.