Осевой термоманометр представляет собой комбинированный контрольно-измерительный прибор, предназначенный для одновременного измерения температуры и давления среды в одной точке технологического процесса. Его ключевая особенность — соосное расположение чувствительных элементов: термобаллона манометрической термосистемы и гильзы для установки дополнительного термопреобразователя сопротивления (ТС) или термопары (ТП). Такая конструкция обеспечивает высокую точность измерений обоих параметров в минимальном объеме, что критически важно для контроля состояния энергетического оборудования, такого как турбины, паропроводы, котлы и теплообменники.
Осевой термоманометр состоит из нескольких базовых узлов, интегрированных в единый корпус.
Принцип действия основан на независимом преобразовании двух параметров. Температура измеряется двумя способами параллельно: биметаллической или жидкостной системой самого манометрического термометра и более точным электронным датчиком в гильзе. Давление измеряется механической манометрической системой. Показания считываются визуально со шкал, а сигнал от электронного датчика температуры может быть передан в систему АСУ ТП.
Осевые термоманометры классифицируются по нескольким ключевым параметрам.
| Параметр | Термоманометр с гильзой под Pt100 | Термоманометр с гильзой под термопару | Термоманометр с биметаллическим указателем (без гильзы) |
|---|---|---|---|
| Точность измерения температуры | Высокая (±0.1-0.3 °C для датчика) | Средняя (±1.5-2.5 °C) | Низкая (±1.5-2.5% от шкалы) |
| Возможность дистанционной передачи | Да (сигнал 4-20 мА или по протоколу HART) | Да (сигнал ТПС) | Нет (только визуальное считывание) |
| Максимальная температура | До +500 °C (для стандартных исполнений) | До +600 °C и выше | До +400 °C |
| Стоимость и сложность | Выше среднего, требуется источник питания для датчика | Средняя, требуется компенсационный кабель | Ниже средней, полностью автономен |
| Типовое применение в энергетике | Точный контроль пара на выходе из пароперегревателя, мониторинг цикла регенеративного подогрева | Измерение температуры дымовых газов, высокотемпературных теплоносителей | Локальный контроль на вспомогательных трубопроводах низкого давления |
Осевые термоманометры нашли широкое применение в системах тепловой и атомной энергетики благодаря своей компактности и надежности.
Преимущества осевых термоманометров перед раздельным набором приборов:
Правильный монтаж определяет долговечность и точность прибора. Штуцер прибора вкручивается непосредственно в отверстие на трубопроводе или через трехходовой кран, который позволяет производить отключение, продувку гильзы и замену датчика под давлением. Гильза должна быть погружена в поток среды на глубину, обеспечивающую минимальную погрешность от теплопроводящих потерь. Рекомендуется установка в местах с турбулентным потоком (на поворотах, после задвижек) для лучшего теплообмена. При монтаже необходимо исключить механические напряжения на корпусе.
Эксплуатация требует периодического визуального контроля показаний, проверки герметичности соединений. Электронный датчик температуры подключается к вторичному прибору или системе АСУ ТП по стандартным схемам: для Pt100 — 2-, 3- или 4-проводная, с учетом влияния сопротивления линии.
Поверка осуществляется раздельно: манометрические части температуры и давления поверяются по методикам для деформационных манометров и термометров (сравнение с образцовыми в жидкостных термостатах и прессах), а электронный датчик — как термопреобразователь сопротивления или термопара. Межповерочный интервал обычно составляет 1-2 года для манометрических частей и может достигать 3-5 лет для электронных датчиков Pt100 класса A/AA.
В расположении гильзы (кармана) для дополнительного датчика температуры. У осевого прибора гильза расположена соосно с корпусом и штуцером, то есть «смотрит» прямо в поток. У радиального — гильза выходит из корпуса под углом (обычно 90°). Осевая конструкция предпочтительнее для измерения в трубопроводах малого диаметра, так как обеспечивает лучшее обтекание и меньшее гидравлическое сопротивление.
Да, такая возможность предусмотрена конструкцией при условии использования специального трехходового крана (отсечного клапана) в качестве монтажного элемента. При замене кран переводится в положение, при котором гильза изолирована от давления среды, но доступ к датчику сохраняется. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением всех мер безопасности.
Длина монтажной части (штуцера плюс гильзы) выбирается исходя из условий монтажа. Гильза должна достигать центральной оси трубопровода или, как минимум, пересекать границу динамического пограничного слоя потока. Стандартные длины: 60, 100, 150, 200 мм и более. Неправильный выбор (слишком короткая гильза) приведет к значительной погрешности из-за отвода тепла в стенку.
Расхождение показаний — штатная ситуация, так как это два независимых прибора с разными классами точности и принципами действия. В первую очередь, следует доверять электронному датчику (Pt100), как более точному. Расхождение может указывать на:
Необходимо выполнить поверку обоих каналов.
Основные стандарты:
Осевой термоманометр является высокоспециализированным, но незаменимым прибором для комплексного контроля технологических процессов в энергетике. Его конструкция, объединяющая надежность механических измерений с точностью современных электронных датчиков, позволяет эффективно решать задачи мониторинга состояния критически важного оборудования. Правильный выбор, монтаж и обслуживание прибора обеспечивают длительную и безотказную работу, способствуя повышению безопасности, экономичности и надежности энергетических объектов. При выборе конкретной модели необходимо тщательно анализировать параметры среды, условия эксплуатации и требования системы управления.