Принцип работы термопреобразователей основан термоэлектрическом эффекте -генерировании термоэлектродвижущей силы, возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов или сплавов, образующих часть одной и той же цепи.

В зависимости от типа НСХ применяемой термопары термопреобразователи изготавливаются следующих типов:

• - КТХА - кабельный ТП хромель-алюмелевый (буквенное обозначение НСХ - К);

• - КТНН - кабельный ТП нихросил-нисиловый (буквенное обозначение НСХ - N);

• - КТЖК - кабельный ТП железо-константановый (буквенное обозначение НСХ - J);

• - КТХК - кабельный ТП хромель-копелевый (буквенное обозначение НСХ - L).

В зависимости от конструкции защитного корпуса, наличия и вида монтажных элементов, а также узла коммутации, изготавливают следующие модификации ТП: каждая из которых имеет ряд вариантов модификации.

ТП модификации 01.01 представляют собой гибкую металлическую трубку с размещенными внутри нее одной или двумя парами термоэлектродов, расположенными параллельно друг другу. Пространство вокруг термоэлектродов заполнено уплотненной мелкодисперсной изоляцией. Термоэлектроды со стороны рабочего торца сварены между собой, образуя рабочий спай. Рабочий торец заглушен аргонодуговой сваркой.

ТП модификации 01.02 конструктивно отличаются от модификации 01.01 наличием узла коммутации в виде клеммной головки.

ТП модификации 02.01 конструктивно отличаются от модификации 01.01 наличием переходной втулки и удлинительных проводов.

ТП модификаций 01.01, 01.02 и 02.01 являются базовыми, остальные модификации ТП отличаются от них наличием дополнительного защитного корпуса и (или) дополнительными монтажными элементами.

ТП модификаций 01.054-01.08, 01.144-01.16, 01.184-01.30 имеют разборную конструкцию и состоят из ТЭ типа ТЭХА (НН, ЖК, ХК) - 01.054-01.08, 01.144-01.16, 01.184-01.30 и защитной арматуры. Термочувствительные элементы ТЭХА (НН, ЖК, ХК) отвечают всем требованиям, предъявляемым к ТП модификации 01.02.

ТП модификаций 21.054-21.08, 21.16, 21.204-21.24, 21.264-21.30 являются конструктивными аналогами ТП 01.054-01.08, 01.16, 01.204-01.24, 01.264-01.30, отличающиеся только наличием дополнительного канала в соединительном переходнике клеммной головки, предназначенного для установки контрольного или эталонного кабельного ТП внутри защитного чехла.

ТП модификаций 01.024-01.30, 21.054-21.30 выполнены с узлом коммутации в виде клеммной головки различной конструкции или термопарного разъёма и, в зависимости от этого, имеют ряд вариантов модификации ООН 049, 1204-149, У10, У20, У21, Н26, Н27 .

ТП с вариантами модификаций: У10, У20, У21, Н26, Н27 поставляются в комплекте с измерительными преобразователями напряжение-ток, являющимися независимыми средствами измерения, внесенными в Государственный реестр, конструкция преобразователей позволяет устанавливать их в клеммную головку.

ТП модификаций 02.014-02.19, 03.01 [п]4-03.02[п], 03.05[п], 03.06[п], 04.014-04.09 изготавливаются с удлинительными проводами и в зависимости от их вида имеют ряд вариантов модификаций 0504-099

Иные варианты модификаций, связанные с изменением узла коммутации или другой части конструкции ТП, не изменяющие основные технические характеристики базовой модификации имеют номера из ряда 5004- 999.

ТП модификаций 03.01, 03.02 состоят из ТП модификации 01.02 или 02.01 и защитной гильзы ЮНКЖ 03.01 или ЮНКЖ 03.02.

ТП модификаций 03.05[п]4-03.07[п] являются многозонными, состоят из нескольких [п] ТП модификации 02.01 различной монтажной длины и предназначены для измерения температуры вдоль оси печей термообработки, реакторов установок каталитического синтеза нефтепродуктов.

ТП модификаций 04.01-04.09 имеют ТЭ с открытым или закрытым рабочим спаем и предназначены для измерения температуры твердых тел.

Материал оболочки термопреобразователей без защитного чехла - коррозионно-стойкие стали с температурой применения не ниже 800°С или жаростойкие стали или сплавы на железоникелевой основе с температурой применения не ниже 1100°С.

В зависимости от материала защитной оболочки или чехла ТП изготавливают следующих исполнений:

• - условное обозначение Схх (материал защитного чехла - сталь с максимальной температурой применения 800 4-900 °C);

• - условное обозначение Тхх (материал защитного чехла - сталь или сплав с максимальной температурой применения 1000 4-1250 °C);

• - условное обозначение Чх (материал защитного чехла - чугун);

• - условное обозначение Кхх (материал защитного чехла - керамика);

• - условное обозначение Л (материал защитного чехла - латунь).

Защитная арматура обеспечивает прочностные характеристики термопреобразователей по ГОСТ 356-80 в соответствии с условиями их применения. Узлы уплотнения, защитные чехлы или оболочки термопарного кабеля термопреобразователей рассчитаны на условное давление Ру 0,1 до 10 МПа в зависимости от модификации.

В зависимости от конструкции рабочего спая изготавливают следующие ТП:

• - с неизолированным рабочим спаем (спай выполняется совместным оплавлением термоэлектродов с оболочкой кабеля или защитной арматурой);

• - с изолированным рабочим спаем (спай выполняется сваркой термоэлектродов с последующим изолированием их от оболочки кабеля и защитной арматуры).

ТП могут изготавливаться с двумя парами термоэлектродов и двумя рабочими спаями (две несвязанные электрические цепи).

Диапазон измеряемых температур:

ТП с хромель - алюмелевыми термоэлектродами предназначены для измерения температуры от минус 40 до 1100 °C;

ТП с нихросил - нисиловыми термоэлектродами предназначены для измерения температуры от минус 40 до 1250 °C;

ТП с железо - константановыми термоэлектродами предназначены для измерения температуры от минус 40 до 750 °C;

ТП с хромель-копелевыми термоэлектродами предназначены для измерения температуры от минус 40 до 600 °C.

Условное обозначение номинальной статической характеристики преобразования (НСХ) по ГОСТ Р 8.585: К, N, J, L.

Класс допуска: 1, 2.

Пределы допускаемых отклонений от НСХ по ГОСТ 6616, °C

в зависимости от типа термопреобразователя и класса допуска: КТХА:

КТХК:

Время термической реакции то.бз термопреобразователей, с: от 0,2 до 120 в зависимости от диаметра оболочки кабеля или защитного чехла.

Электрическое сопротивление изоляции при температуре (25±10) °C и относительной влажности воздуха от 30 до 80 % не менее 100 МОм.

ТП без защитного чехла изготавливают с наружным диаметром из ряда: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 4,5; 4,6; 5,0; 6,0 мм.

ТП с дополнительным защитным чехлом изготавливают с наружным диаметром из ряда: 8, 10, 12, 16, 20, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 36, 40, 60 мм.

Длина монтажной части ТП выбирается из ряда: 10, 32, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 3550, 4000, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000,11200, 12500, 14000, 16000, 18000, 20000 мм.

Допускается изготавливать ТП с геометрическими параметрами, не включенными в рекомендованные ряды чисел.

Масса, кг: от 0,05 до 10.

Надежность ТП при номинальных условиях эксплуатации характеризуется следующими значениями показателей:

- вероятность безотказной работы за 8000 ч при номинальных значениях температур применения свыше 600 °C не менее 0,98;

• - вероятность безотказной работы при номинальных значениях температур применения ниже или равных 600 °C за 35000 ч не менее 0,9;

• - вероятность безотказной работы за 1000 ч на верхнем пределе рабочего диапазона температур не менее 0,98.