CC BY
9
Ре - 0,15%; - 0,01%; остальное N0 Нисил (Б1 - 4,4%; - 0,1%; остальное N0 Плюсы:
1. Рекомендуемая рабочая температура до 1200°С.
2. Высокая стабильность при температурах от 200 до 500°С.
3. Высокая точность.
4. Невысокая стоимость, т.к. в состав термопары входит железо.
Типы термопар из благородных металлов и
их особенности:
8. Тип ТПП(В)
Платинородий-платинородиевая Плюсы:
1. Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1500°С,кратковременно до 1750°С.
2. Может работать в окислительной среде.
Минусы:
1. Присутствует эффект загрязнения водородом, кремнием, парами меди и железа при температурах выше 900°С.
2. При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов.
3. Не рекомендуется применение при температуре ниже 600°С, где термо-ЭДС очень мала и нелинейна.
9. Тип ТПП® и ТППДО
Платинородий-платиновая Плюсы:
1. Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1350°С, кратковременное до 1600°С.
2. Может работать в окислительной среде.
Минусы:
1. Присутствует эффект загрязнения водородом, углеродом, парами меди и железа при температурах выше 900°С. При
'Vakuummash, Izhevsk, Russian Federation Abstract
Proper and accurate temperature measurement today is important subject in production functioning and development of society. All technological processes require accurate measurements, and for the chemical and petroleum industry, control for reactions and process automation with all temperature regimes has the most important role. Therefore
содержании в платиновом электроде 0,1% железа, тером-ЭДС изменяется более, чем на 1 мВ (100°С) при 1200°С и 1,5 мВ (160°С) при 1600°С.
2. При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов.
3. Не рекомендуется применение при температуре ниже 400°С, где термо-ЭДС очень мала и нелинейна.
Для подключения к термопреобразователям вторичных приборов используется компенсационный провод, имеющий такой же химический состав, что и провода термопары.
Компенсационные провода применяются для вывода места соединения вторичных приборов от непосредственного места использования термопары, так как на объекте измерения может быть высокая температура. Компенсационный провод дешевле термопарного и практически не вносит погрешности в измерения.
Так же для термопар в качестве компенсационного провода можно использовать медный провод, но в таком случае необходимо использовать нормирующий преобразователь, который предназначен для преобразования термоэлектродвижущей силы термоэлектрических преобразователей (ТП) и термоэлектрических преобразователей сопротивление (ТС) в унифицированный выходной сигнал 4-20 мА постоянного тока, пропорциональный измеряемой температуре.
Термопреобразователи должны быть защищены от механических и химических воздействий измеряемой среды. Для этих целей применяется специальная защитная арматура. В зависимости от измеряемой среды это может быть и жаропрочная сталь, например таких марок как 1псопе1, Кап№а1, хромни-келевая сталь или ХН45Ю, так и чугун (для
the correct choice of temperature sensor, largely determines the validity of the results. Aricle gives an introduction about the basic types and characteristics of thermocouples.
Materials and methods
The article is written in accordance with the general knowledge about the existing thermocouples their advantages and disadvantages.
расплавов солей металлов), графит, боро-силицированный графит или нитридная керамика (для расплавов цветных металлов). В высокотемпературных газовых и жидких средах, при наличии абразивных частиц применяется самосвязный карбид кремния.
Для защиты термопар из драгоценных металлов применяются керамические чехлы, чаще всего двойные, внутренний газоплотный керамический чехол, для защиты от воздействия компонентов термометри-руемой среды, и внешний, не газоплотный, стойкий к термоудару. Для защиты термопар используется керамика на основе AI2O3 типов С530; С610; С795; С799, а также керамика, производимая под различными торговыми марками, но соответствующая одному из указанных типов.
Итоги
Статья позволяет ориентироваться в промышленных датчиках температуры в зависимости от измеряемых сред и диапазонов температур.
Список используемой литературы
1. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. М.: Энергоатомиздат, 1992.
2. Гордов А.Н., Геращенко О.А. Температурные измерения, справочник. Киев: Науко-ва Думка, 1989.
3. Плясункова Л.А., Шкарупа И. Л. Исследование микроструктуры керамики различных производителей, используемой для защиты термопар из драгоценных металлов. Обнинск, 2009.
3. Рогеберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар: справочник. М.: Металлургия, 1983.
4. Ландсберга Г.С. Элементарный учебник физики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010.
5. Берклеевский курс физики. Т. I-V. М.: Наука, 1971-1972.
UDC 681.2
Results
Article allows focus on an industrial temperature sensors, depending on the measurement environments and temperature ranges.
Keywords
temperature measurement, sensor selection, temperature, thermocouple, temperature
References
1. Gordov A.N., Zhagullo O.M., Ivanova A.G. Osnovy temperaturnyh izmerenij [Basics of temperature measurement]. Moscow: Energoatomizdat, 1992.
2. Gordov A.N., Gerashhenko O.A. Temperaturnye izmerenija [ Temperature measurements: handbook]. USSR AS. Kiev:
Naukova Dumka, 1989.
3. Pljasunkova L.A., Shkarupa I. L. Issledovanie mikrostruktury keramiki razlichnyh proizvoditelej, ispol'zuemoj dlja zashhity termopar iz dragocennyh metallov [Microstructure of ceramics from different manufacturers used to protect thermocouples made of precious metals]. Obninsk, 2009.
3. Rogeberg I.L., Bejlin V. M. Splavy dlja termopar [Alloys for thermocouples: handbook]. Moscow: Metallurgija,1983.
4. Landsberg G.S. Elementarnyj uchebnik fiziki [Elementary physics book]. Moscow: FIZMATLIT, 2010.
5. Berkleevskij kurs fiziki [Berkeley Physics Course]. V. I-V. Moscow: Nauka, 1971-1972.
ENGLISH MEASURING EQUIPMENT
Sensor selection for temperature measurement
Authors:
Mikhail V. Miroshkin — master degree in Aerospace engineering, technical engineer1; mishgan.miro@yandex.ru
ГЕОФИЗИКА
17
Инновационные технологии и теоретико-экспериментальные исследования в наземно-скважинной сейсморазведке
(по материалам Гальперинских чтений — 2012 и 2013 гг.)
В.С. Мануков
vsmanukov@cge.ru
ОАО «ЦГЭ», Москва, Россия
Двенадцатая и тринадцатая ежегодные конференции «Гальперинские чтения — 2012 и 2013», состоявшиеся, соответственно, в октябре 2012 и 2013 гг. в Москве, в ЦГЭ, заметно отличаются широким тематическим разнообразием от мероприятий предыдущих лет. Программы этих Чтений осветили некоторые из основных проблем современной нефтяной сейсморазведки, которые существуют и возникают на всех этапах геологоразведочных работ — от поиска и разведки до разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений.
Тенденция расширения тематики Гальперинских чтений, наметившаяся уже с первых конференций, обусловлена, прежде всего, востребованностью той информации, которую можно получить только из данных ВСП, в том числе и интегрированных с данными наземной 2D и 3D сейсморазведки. Эти интегрированные данные могут быть получены как при одновременной регистрации наземно-скважинных наблюдений, так и на этапе комплексной интерпретации раздельно полученных данных. Помимо изначально используемой информации о составе регистрируемого на вертикальном профиле волнового поля, современные модификации систем наблюдения, обработки и интерпретации данных ВСП позволяют сравнительно легко выделять волны разного типа: полезные и помехи, отраженные продольные и поперечные, обменные и проходящие, однократно и многократно отраженные волны, видеть границы акустической жесткости по всему разрезу, картину интерференции и изменения динамических характеристик волн и многое другое.
В последние годы использование данных ВСП в интеграции с наземной сейсморазведкой 2D и 3D в формате многоволновой 3С регистрации и с корректным применением различных модификаций непродольного ВСП — НВСП, ПМ ВСП позволило существенно повысить качество и информативность данных о геолого-физических характеристиках среды. Это более точные значения скоростей продольных и поперечных волн, используемых для построения глубинно-скоростной модели и структурных построений в околоскважинном пространстве, отношения скоростей Vs и Vp, коэффициентов Пуассона, Томпсена и целого ряда атрибутов, характеризующих геологическую среду, таких как анизотропия и инверсия сейсмических параметров, изменение коллекторских свойств пород, характертре-щиноватости и других параметров, необходимых при построении и уточнении геологических и гидродинамических моделей, для уточнения места заложения новых эксплуатационных скважин, при мониторинге режима эксплуатации месторождений, прогноза ресурсов и подсчёта запасов УВ.
В каждой из конференций ГЧ-2012 и ГЧ-2013 участвовало до 100 и более специалистов, ученых, аспирантов и студентов геолого-геофизических, нефтегазодобывающих и разведочных компаний, НИИ, НТЦ, учебных университетов и институтов России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Узбекистана, реже из дальнего зарубежья — Болгарии, Германии, Польши, Китая, Англии, Австралии, в том числе специалисты ряда совместных российско-иностранных предприятий, аккредитованных в Москве.
На ГЧ-2012 было обсуждено 54 доклада,
представленных от имени 134-х авторов из 43-х организаций, на ГЧ-2013 — 40 докладов, от 96 авторов из 55 организаций. Если учесть ещё и слушателей без докладов, то количество организаций будет больше. Отметим, однако, что при таком кворуме, геологи и геофизики нефтегазовых компаний, к сожалению, составляют незначительное число, несмотря на то, что большая часть Программы конференций целенаправленно адресована именно им, как основным пользователям инновационной научно-технологической продукции. И где, как ни на подобных конференциях, все новейшие разработки должны обсуждаться пользователями с разработчиками и соответствующим образом в дальнейшем передаваться в производство.
Непосредственно вопросам развития и результатам применения метода ВСП на этих двух Чтениях посвящено 14 докладов. Большая их часть посвящена опробованию оригинальных методических приёмов, направленных на достижение наиболее достоверной точности результатов в изучении сложно построенных геологических структур, в основном в околоскважинном пространстве разными модификациями метода ВСП — непродольного НВСП из нескольких пунктов возбуждения, поляризационного метода — ПМ ВСП, ВСП ПИ (подвижный источник) в комбинации с данными, полученными в формате многоволновой сейсмики. Кстати, модификация непродольного НВСП довольно широко применяется и, судя по публикациям и докладам, представленным практически на всех предыдущих Гальперинских чтениях, во многих случаях позволяет получать положительные результаты в изучении геологии око-лоскважинного пространства, подтверждаемые бурением и другими оценочными критериями. Геофизикам также известно, что в определённых геологических условиях существуют принципиальные ограничения для применения способа НВСП, которые не могут быть устранены или компенсированы соответствущими методическими приемами. Тем не менее, как проводились, так и продолжаются поиски альтернативных решений этой проблемы путем углублённых теоретико-экспериментальных исследований и их практического опробования. Особое внимание при этом отводится этапу проектирования работ по НВСП, где учитываются технологические возможности и ограничения НВСП. Не вдаваясь в подробности, приведу ссылки на источники нескольких опубликованных примеров успешного использования НВСП в разных по сейсмогеологическим условиям районах при решении довольно большого круга геологических задач, включая геологическое строение околоскважинного пространства, определение места заложения новых эксплуатационных скважин и других задач [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Это лишь малая часть
