Назначение установки УТМ-1
Установка обеспечивает поверку (калибровку) средств измерений теплового потока с градиентными датчиками. Принцип работы основан на использовании дополнительной (вспомогательной) стенки.
Датчики бывают разные: термоэлектрические гальванические, полупроводниковые и другие. Формы и размеры тоже различаются — в пределах диаметра рабочей зоны 300 мм. В том числе работают с датчиками, отличающимися по конструкции и форме от эталонных.
В соответствии с государственной поверочной схемой МИ-1855, установка УТМ-1 выполняет роль кондуктивного компаратора. Передает единицу поверхностной плотности теплового потока (Вт/м²) от эталонов рабочим средствам измерения.
Рис. Установка УТМ-1 для калибровки датчиков
Конструкция и принцип работы
Установка представляет собой комплекс из нескольких блоков:
- ✓ Блок теплометрический
- ✓ Блок охлаждения
- ✓ Блок управления БУ-8
- ✓ Измеритель теплопроводности многоканальный ИТ-2-16
Теплометрический блок состоит из теплометрической ячейки. Она расположена между нагревателем и холодильником, образуя рабочий объем теплометрической камеры.
В холодильнике размещены каналы для протекания охлаждающей жидкости. В нагревателе — нагревательный элемент. Холодильник соединяется с блоком охлаждения гибкими шлангами для прохождения охлаждающей жидкости.
Термометр сопротивления в блоке охлаждения соединен гибким кабелем с блоком управления. На дисплее индицируется значение температуры воды. В блоке охлаждения размещен «холодный» спай термопары, а «горячий» спай помещен в нагревателе.
Блок управления измеряет разность температур холодильника и нагревателя. Поддерживает эту разность ΔT в заданных пределах, управляя подводимой к нагревателю мощностью.
Верхняя часть теплометрического блока (холодильник) соединена с нижней частью (нагревателем) шарнирным соединением. Тепловоспринимающая поверхность холодильника, теплопередающая поверхность нагревателя и опорное кольцо образуют рабочий объем камеры.
В рабочем объеме размещаются эталонный и поверяемые датчики плотности теплового потока. Засыпаются песком. В объеме песка устанавливается требуемая плотность теплового потока, пропорциональная перепаду температуры между нагревателем и холодильником.
Холодильник и нагреватель — плоские диски. В холодильнике каналы для охлаждающей жидкости, в нагревателе — нагревательный элемент.
Рис. Схема конструкции установки УТМ-1
Технические характеристики УТМ-1
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Диапазон плотности теплового потока, Вт/м² | 10–2000 |
| Относительная погрешность (P=0,95), % | ≤4 |
| Диаметр рабочей зоны, мм | ≥300 |
| Нестабильность поддержания, %/мин | ≤0,25 |
| Неравномерность в рабочей зоне, % | ≤2,5 |
| Диапазон температур, °С | 25–200 |
| Напряжение питания, В | 198–242 |
| Частота, Гц | 49–51 |
| Потребляемая мощность, В·А | ≤1000 |
| Размеры камеры (диаметр×высота), мм | 300×30 |
| Габариты БУ-8, мм | 270×110×360 |
| Габариты блока теплометрического, мм | 500×400×132 |
| Габариты блока охлаждения, мм | 402×402×375 |
| Масса БУ-8, кг | 3,2 |
| Масса блока теплометрического, кг | 10 |
| Масса блока охлаждения, кг | 25 |
| Наработка на отказ, ч | ≥2000 |
Типичный график поддержания теплового потока в рабочей камере демонстрирует стабильность работы установки.
Рис. График поддержания теплового потока в рабочей камере
Возможное расположение датчиков при проведении поверки (калибровки) показано на схеме.
Рис. Расположение датчиков при калибровке
В данный момент установка находится на сертификации.
Многоканальные измерители ИТ-2
Области применения
Измерители температуры и теплопроводности многоканальные ИТ-2 предназначены для измерения:
- ✓ Напряжения (мВ)
- ✓ Плотности теплового потока (Вт/м²)
- ✓ Температуры (°С)
Количество каналов зависит от исполнения прибора: 16, 32, 48, 64, 80, 96. Подключаются датчики плотности теплового потока и температуры (термопары) с последующей передачей данных на ЭВМ.
Результаты измерения в мВ, Вт/м² или °С выводятся на экран компьютера в виде таблицы.
Измерители могут использоваться в качестве устройства автоматизированного сбора и обработки информации различных телеметрических систем.
В комплекте с преобразователями плотности теплового потока и термоэлектрическими преобразователями ИТ-2 используется в составе системы измерения термического сопротивления ограждающих конструкций зданий и сооружений.
Кроме того, измерители применяются для:
- ✔️ Измерения тепловых потоков в сложной калориметрической системе
- ✔️ Измерения теплопроводности
- ✔️ Измерения теплоемкости
- ✔️ Других тепловых измерений
Характеристики измерителей ИТ-2
Измерители температуры и теплопроводности многоканальные ИТ-2 состоят из блока ИТ-2 и набора клеммных коробок (устройств компенсации) УК-4. По одной коробке на каждые 16 каналов.
ИТ-2 соединяется с компьютером по интерфейсу RS-232. Каждая УК-4 содержит интегральный датчик температуры холодных концов термопары, что позволяет подключать термопарные датчики.
Непосредственно измеритель ИТ-2 измеряет значение напряжения по каждому из каналов. Снимает показания датчиков температуры холодных концов термопары. Передает все значения на компьютер.
Компьютер на основе полученных данных определяет значения плотности теплового потока или температуры. Результаты выводятся на экран в виде напряжения, плотности теплового потока или температуры.
Рис. Многоканальный измеритель ИТ-2
Измерение производится циклами. В ходе одного цикла блок ИТ-2 производит измерение по всем каналам и передает данные на компьютер.
Приборы работают в режиме непрерывного измерения (после очередного цикла следует следующий) или производят заданное количество циклов.
Есть возможность производить измерения с программируемой задержкой между циклами от 1 секунды до 60 минут.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Количество каналов | 16, 32, 48, 64, 80, 96 |
| Диапазон измерения напряжения, мВ | -99,999…+99,999 |
| Вид индикации | На экране компьютера |
| Разрешение по напряжению, мВ | 0,001 |
| Разрешение по плотности потока, Вт/м² | 0,01 |
| Разрешение по температуре, °С | 0,01 |
| Основная погрешность, мкВ | ±(5 + 1,5·10⁻⁴·Uизм) |
| Погрешность температуры холодных концов, °С | ±0,5 |
| Интерфейс связи | RS-232 |
| Степень защиты | IP20 |
| Климатическое исполнение | УХЛ4.1 |
| Температура окружающего воздуха, °С | 20±5 |
| Питание | ~220 В, 50 Гц |
| Ток потребления, мА | ≤50 |
| Габариты блока ИТ-2, мм | 250×110×355 |
| Габариты УК-4, мм | 190×40×80 |
| Масса блока ИТ-2, кг | 3,5 |
| Масса комплекта, кг | 8 |
Рис. Схема применения ИТ-2 в качестве измерителя теплопроводности
Практическое использование
Установка УТМ-1 и измерители ИТ-2 — это комплексное решение для теплотехнических измерений. Поверка датчиков, калибровка, мониторинг тепловых потоков.
4% погрешности при доверительной вероятности 0,95 — это хороший показатель. Нестабильность поддержания 0,25% в минуту обеспечивает стабильность измерений.
Многоканальность ИТ-2 (до 96 каналов) позволяет одновременно контролировать множество точек. Автоматизация сбора данных экономит время. RS-232 интерфейс — проверенное решение.
Применение в строительстве для измерения термического сопротивления ограждающих конструкций — актуальная задача. Энергоэффективность зданий зависит от качества теплоизоляции.
Установка находится на сертификации. После завершения процедуры будет готова к полноценной эксплуатации.
Рубанов
ОАО НПП «Эталон»
