Содержание

Схема подключения трехфазного счетчика к сети 220 и 380 Вольт

Добрый день, дорогие читатели сайта Сам Электрик! В этой статье описываются схемы подключения трехфазного счетчика электроэнергии в электросеть и даются советы по монтажу. Рекомендуем не только изучить предоставленные электросхемы, но и просмотреть видео уроки, на которых описывается технология электромонтажа и остальные, немаловажные нюансы.

Предварительный этап

Подключение электрического счетчика (ЭС) является заключительным этапом электромонтажных работ. Перед установкой трехфазного ЭС необходимо прежде всего иметь монтажную схему. Прибор необходимо проверить на наличие пломб на винтах кожуха. На этих пломбах должен быть указан год и квартал последней проверки и печать поверителя.

При подсоединении проводов к зажимам лучше сделать запас 70-80 мм. В дальнейшем подобная мера позволит произвести замер потребляемой мощности/тока и перемонтаж, в случае если схема была собрана неверно.

Каждый провод необходимо зажимать в клеммной коробке двумя винтами (на фото ниже их хорошо видно).

Верхний винт затягивается первым. Перед затягиванием нижнего нужно убедиться, что верхний провод зажат, предварительно подергав его. Если при подключении счетчика используется многожильный провод, то его необходимо предварительно опрессовать наконечником.

Рисунок 1 – ТС Меркурий 231

Далее будут рассмотрены типовые схемы подключения трехфазного счетчика в электросеть.

Прямое (непосредственное) включение

Это наиболее простая схема монтажа. При непосредственном включении ТС включается в сеть без измерительных трансформаторов (рисунок 2). Чаще всего такой метод монтажа используется в бытовых сетях для учета электроэнергии, где присутствуют мощные установки с номинальным током от 5 до 50 А, в зависимости от типа проводки (от 4 до 100 мм2). Рабочее напряжение здесь, как правило, 380 В. При подключении провода к трехфазному счетчику необходимо соблюдать цветовой порядок: 1-я фаза А должна быть на проводе желтого цвета, фаза В – на зеленом, С – на красном. Нулевой провод N должен быть синего цвета, а заземляющий РЕ – желто-зеленого.

Для безопасной замены счетчика, непосредственно включаемого в сеть, перед каждым счетчиком должен предусматриваться коммутационный аппарат для снятия напряжения со всех фаз, присоединенных к счетчику. (ПУЭ Глава 7.1, п. 7.1.64).

Рисунок 2 – Непосредственное включение ТС в сеть

Краткая видео инструкция подключения трехфазного счетчика приведена на этом ролике:

Электромонтаж трехфазной модели

Включение в однофазную цепь

Прежде чем описывать эту схему подключения счетчика к сети 380 Вольт необходимо дать краткое описание отличий трехфазного напряжения от однофазного. В обоих видах используется один нулевой проводник N. Разность потенциалов между каждым фазовым проводом и нулем равна 220 В, а по отношению этих фаз друг к другу – 380 В. Такая разность получается из-за того, что колебания на каждом проводе сдвинуты на 120 градусов (рисунки 3 и 4).

Рисунок 3 – Колебания напряжения

Рисунок 4 – Распределение напряжения по фазам

Однофазное напряжение используется в частных домах, на даче, а также в гаражах. В таких местах потребляемая мощность редко превышает 10 кВт. Это также позволяет использовать на участке более дешевые провода с сечением 4 мм.кв., т. к. потребляемый ток ограничен 40 А.

Для мощных электроприемников рекомендуется использовать трехфазное электроснабжение во избежание перекоса фаз выше номинального значения. При установке счетчика рекомендуется проверить несимметрию нагрузки токоизмерительными клещами. Распределение нагрузок между фазами сети освещения общественных зданий должно быть, как правило, равномерным; разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30 % в пределах одного щитка и 15 % — в начале питающих линий. (п. 9.5 СП 31-110)

Принципиальная схема подключения трехфазного счетчика в однофазную сеть (ОС) встречается не так часто, поскольку в таких случаях используются однофазные приборы учета. В большинстве случаев схема аналогична электросхеме прямого включения, но фазы 2 и 3 не подключаются (подсоединение происходит на одну фазу). Кроме того, после монтажа могут возникнуть проблемы с поверяющими организациями.

Также о возможных проблемах работы трехфазных электросчетчиков при присоединении к двухпроводной сети можно посмотреть на этом видео:

Подсоединение счетчика к сети 220 Вольт

Подключение через трансформаторы тока

Максимальный ток счетчика электроэнергии, как правило, ограничен значением 100 А, поэтому применить их в мощных электроустановках невозможно. В этом случае подключение к трехфазной сети идет не напрямую, а через трансформаторы. Это также позволяет расширить диапазон измерения приборов учета по току и напряжению. Однако, основная задача входных трансформаторов – уменьшить первичные токи и напряжения до номинальных значений для ЭС и защитных реле.

О том, как выбрать трансформаторы тока для счетчика, читайте в статье: https://samelectrik.ru/pravilnyj-vybor-transformatora-toka-dlya-schetchika. html.

Полукосвенное

При подключении счетчика через трансформатор необходимо следить за порядком присоединения начала и конца обмоток трансформатора тока, как первичной (Л1, Л2), так и вторичной (И1, И2). Аналогично нужно следить за правильность включения трансформатора напряжения. Общую точку вторичных обмоток трансформаторов необходимо заземлять.

Назначение контактов трансформатора тока:

  • Л1 — вход фазной (силовой) линии.
  • Л2 — выход фазной линии (нагрузка).
  • И1 — вход измерительной обмотки.
  • И2 — выход измерительной обмотки.

Рисунок 5 – Десятипроводная схема подключения через ТТ

Такой тип включения электросчетчика в сеть 380 Вольт позволяет разделить цепи тока и напряжения, что повышает электробезопасность. Минусом данной электрической схемы трехфазного подсоединения счетчика является большое количество проводов, необходимых для подключения ЭС.

Звезда

Такой тип подключения счетчика электроэнергии с заземлением к сети 380 В требует меньшего количества проводов. Включение по схеме звезда достигается объединением вывода И2 всех обмоток ТТ в одну общую точку и подсоединением к нулевому проводу (рисунок 6).

Рисунок 6 – Включение трансформаторов «звездой»

Недостатком этого способа подключения электросчетчика в сеть 380 Вольт является ненаглядность схемы соединений, что может усложнить проверку включения для представителей энергоснабжающих компаний.

Косвенное

Такая схема подключения трехфазного счетчика используется на высоковольтных присоединениях. Такой тип непрямого присоединения используется в большинстве случае лишь на крупных предприятиях и приведен лишь для ознакомления (рисунок 7).

Рисунок 7 – Косвенное включение

В этом случае используются не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения. Для трехфазного подключения необходимо заземлять общую точку трансформаторов тока и напряжения. Для минимизации погрешности измерений, если присутствует несимметрия фазовых напряжений необходимо, чтобы нулевой проводник сети был связан с нулевым зажимом счетчика.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще одно полезное видео по теме:

Подробное объяснение

Предложенные в статье электросхемы являются типовыми. В случае если возникает необходимость, схему подключения счетчика всегда можно посмотреть в паспорте ЭС. Надеемся, что информация была для Вас интересной и полезной!

Меркурий | Счетчики электроэнергии | Поддерживаемые устройства | Поддержка

Подключение счетчика электроэнергии Меркурий 230, 234 к комплексу DispSky


Для подключения счетчика электроэнергии Меркурий 230 к облачному комплексу DispSky используется шлюз связи DispSky HF-2211 (при наличии на объекте сети Ethernet или WiFi) или iRz ATM21 (GPRS). Дополнительных устройств не требуется.

Для подключения счетчика электроэнергии Меркурий 230, 234 к комплексу DispSky необходимо:
В счетчике Меркурий 230, 234:
Настройка счётчика при использовании заводских установок не требуется.

В шлюзе DispSky:

  • Установить параметры связи по интерфейсу RS-485, по умолчанию в конфигурации счётчика используются:
    • скорость передачи данных 9600;
    • бит данных – 8;
    • стоповые биты – 1;
    • четность – No.

Подключение счётчика Меркурий к шлюзу по интерфейсу CAN осуществляется согласно следующей схеме:
В личном кабинете DispSky:
  • Добавить Устройство:


  • В открывшемся окне ввести параметры подключения:

  1. Наименование устройства.
  2. Выбрать тип протокола (для счетчика Меркурий тип протокола «Счетчик меркурий»).
  3. Выбрать тип счетчика.
  4. Ввести номер счетчика.
  5. Ввести пароль доступа к счетчику (пароль по умолчанию «111111»).
  6. Ввести идентификатор (по умолчанию – три последние цифры заводского номера или две последние цифры, в случае, если три последние образуют число более 240).
  • После выбора всех параметров для сохранения настроек нажимаем «Сохранить».

В дереве устройств появится добавленное устройство. Галка зеленного цвета означает корректно выполненные настройки и наличие устройства на связи с комплексом DispSky.

  • Далее переходим на просмотр параметров со счетчика нажатием на кнопку «Теги»:

При использовании шаблона тегов во вкладке «Теги» будут находиться параметры, считываемые со счетчика. В колонке «Текущее значение» вы увидите значение Вашего параметра, полученного со счетчика.
  • Проконтролировать передачу данных возможно в настройках соединения путем выбора вкладки «Диагностика».

  • Для удобного и наглядного контроля за показателями счетчика Вы можете сделать мнемосхему панели счетчика и видеть все показатели в ОнЛайн режиме в личном кабинете из любой точки в мире.

  • Для расширенного контроля параметров электросети воспользуйтесь мнемосхемой с векторной диаграммой.

Электросчетчик Меркурий 230 AM-03 трехфазный 3~230/400В, 5(7,5)А, однотарифный, активной энергии, класс точн.

[0,5S], имп.выход, датч.шунт, ЖКИ, на монтажную панель Меркурий 230 AM-03 ИНКОТЕКС
Наименование изделия у производителя Меркурий 230 AM-03
Исполнение по типу сети трехфазный
Способ подключения к сети полукосвенный (трансформаторный)
Номинальное напряжение, Un 3~230/400В,
Диапазон рабочих частот 50Гц
Максимальный ток 7,5А
Номинальный/базовый ток
Условное обозначение рабочих токов 5(7,5)А,
Тип учитываемой электроэнергии (A/R) активной энергии,
Класс точности (активной/реактивной энергий) [0,5S],
Исполнение по количеству тарифов однотарифный,
Количество тарифов
Тип тарификатора (для многотарифных счетчиков)
Особенность исполнения по каналам учета
Встроенные интерфейсы связи
Наличие импульсного выхода имп. выход,
Встроенное дополнительное оборудование
Тип отсчетного устройства ЖКИ,
Тип датчика(ов) тока датч.шунт,
Стартовый ток (чувствительность) 5mA
Активная (W)/полная(V·A) мощности, потребляемые цепью напряжения, не более 0,5/7,5
Полная мощность (V·A), потребляемая цепью тока, не более 0. 1
Передаточное число, имп/kW, имп/kVAr 1000
Сохранность данных при прерываниях питания (информации/внутренних часов) 40/10лет
Способ монтажа на монтажную панель
Ширина в модулях (для модульных исполнений)
Степень защиты корпуса, IP
Измерение качества электроэнергии
Ведение журналов по измеряемым значениям и событиям
Наличие электронной пломбы
Возможность подключения резервного питания
Сечение подключаемого провода
Межповерочный интервал 10 лет
Гарантийный срок эксплуатации
Средний срок службы
Сертификация в госреестре средств измерений России и СНГ есть
Диапазон рабочих температур, °C от -40 до +55
Климатическое исполнение и категория размещения
Конструктивная особенность
Примечание
Альтернативные названия Меркурий230 AM-03, Меркурий 230AM-03, Меркурий-230AM-03, Меркурий230 AM03, Меркурий230 AM03, Меркурий230AM03, Меркурий 230АМ-03, Меркурий230 АМ03, Меркурий 230 АМ-03
Страна происхождения Россия
Сертификация RoHS
Код EAN / UPC
Код GPC
Код в Profsector. com FI16.65.1.4
Статус компонента у производителя

Счетчик трехфазный “Меркурий 230”: отзывы и схема подключения

Счетчик “Меркурий-230” – это оборудование, предназначенное для учета мощности и энергии (реактивной и активной) в одном/двух направлениях в трехфазной сети 3 – или 4-проводные системы переменного тока (50 Гц) с помощью измерительных трансформаторов. Имеет возможность учета тарифов по зонам суток, потерь и передачи показаний и информации об энергопотреблении по каналам цифрового интерфейса.

Технические характеристики

Прибор “Меркурий-230” имеет следующие технические характеристики:

  • Габаритные размеры – 258х170х74 мм.
  • Вес устройства – 1,5 кг.
  • Интервал между поверками – 120 месяцев.
  • Средняя наработка на отказ – 150 000 часов.
  • Средний срок службы – 30.
  • Гарантийный срок – 36 месяцев.

Функциональные возможности

Счетчик трехфазный «Меркурий-230» производят хранение, измерение, запись, вывод на ЖКИ и последующую передачу на интерфейсах электрической энергии (реактивной и активной) по каждому тарифу отдельно и совокупно по периодам времени для всех тарифов:

  • Когда была удалена выписка.
  • В начале и в течение текущего дня.
  • В начале и за предыдущий день.
  • На начало и текущий месяц.
  • В начале и за каждый из предыдущих 11 месяцев.
  • На начало и текущий год.
  • На начало и за предыдущий год.

Опции учета

Счетчик “Меркурий-230” способен контролировать 4 тарифа на 4 типа суток в 16 временных зонах суток.Ежемесячно это оборудование программируется в соответствии с индивидуальным тарифным планом. В течение суток минимальный срок действия равен одной минуте.

Также в силовых трансформаторах и линиях электропередачи можно учитывать технические потери.

Измерения

Усовершенствованный счетчик «Меркурий-230» может быть измерен в сети таких вариантов:

  • Мгновенные значения реактивной, активной и полной мощности по фазам суммарно по каждой фазе с указанием направления вектора полной мощности.
  • Частота.
  • Фазные углы между значениями напряжений, токов и напряжений фазных токов.
  • Управление передачей нагрузки энергии и мощности в высокоомном импульсном выходе при повышении уставок.
  • Коэффициенты мощности по фазам, общие для каждой фазы.

Журналы записи

В журналах следующая информация:

Рекомендуем

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что рассадный метод в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство огородников.Посев семян в открытый грунт — простой и удобный способ, но эффективен он только в определенных климатических зонах. I…

Краска световозвращающая. Область применения

Когда автомобили стали заполнять дороги, их популярность стала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске, как водителям, так и пешеходам становится намного легче избежать ДТП в тёмное время суток. Назначение краски Светоотражающая краска – лакокрасочный материал,…

  • А Время включения/выключения трехфазного счетчика “Меркурий-230”.
  • Ramp Time устанавливает пределы мощности и энергии.
  • Корректировка тарифных планов.
  • Закрытие/открытие прибора.
  • Время появления/исчезновения фаз 1,2,3.

Интерфейс

Счетчик электроэнергии “Меркурий-230” может быть представлен со следующим интерфейсом:

  • PLC-I.
  • ИК-порт.
  • GSM.
  • МОЖЕТ.
  • РС-485.

Информация на ЖКИ индикаторе

Электросчетчик “Меркурий-230” выводит на ЖКИ следующую информацию:

  • Текущие дата и время.
  • Частота сети.
  • Суммарный коэффициент мощности для трех фаз и для каждой из них.
  • Ток и фазное напряжение в каждой фазе.
  • Утренняя и Вечерняя максимальная реактивная и активная мощность за три предыдущих месяца в текущем.
  • Измеренное значение полной реактивной и активной мощностей (период интегрирования равен одной секунде) в сумме по трем фазам и для каждого считываемого квадранта, который остается вектором полной мощности.
  • Величина потребленной активной и реактивной электроэнергии суммарно по всем тарифам и по каждому из них нарастающим итогом.Точность измерения до сотых кВАр/ч кВт/ч.

Прямое подключение

В этом случае счетчик подключается к электросети. Установка довольно проста – необходимо только соединить входную и выходную стороны концов кабеля.

При этом важно не перепутать схемы коммутации:

  • Клемма №1 – ввести «А».
  • Терминал №2 – «А».
  • Клемма №3 – вход «В».
  • Терминал №4 – «Б».
  • Терминал № 5 – введите «C».
  • Терминал № 6 – «С».
  • Клемма №7 – вход «ноль».
  • Терминал №8 – «нулевой».

В процессе установки следует учитывать все существующие ограничения. Прямая трансляция, как правило, используется в сетях с величиной протекающего тока не более 100 А. Косвенные расчеты показали, что установленная мощность потребителей электроэнергии в этом случае не должна быть выше 60 кВт.Величина тока, протекающего через счетчик «Меркурий 230» ст, будет равна 92 А при этом объеме потребления.

При наличии в квартире или доме стандартного набора бытовых приборов – кондиционера, стиральной машины, телевизора и холодильника – такая схема подключения прибора учета может быть оправдана. Если среди потребителей будет котел, предпочтительнее выбрать другой способ подключения.

Схема подключения Procosona

Данная опция используется для подключения с установленной мощностью потребления электроэнергии свыше 60 кВт. В этой схеме применяются трансформаторы тока, в которых первичная обмотка заменяется электрическим проводом.

В результате протекания тока во вторичной обмотке по проводнику, согласно законам индукции, возникает электрическое напряжение. Напряжение индикатора фиксируется измерительным прибором. Для расчета количества потребляемой энергии требуется коэффициент трансформации, умноженный на счетчик.

Для подключения счетчика «Меркурий-230» АМ способом по разным цепям, каждая с трансформаторами тока будет использоваться как источник информации.

Схема подключения Десативада считается самой распространенной. Основное его преимущество – наличие гальванической развязки измерительной и силовой цепей. Недостатком этого варианта является подключение большого количества кабелей.

Последовательность подключения счетчика и трансформатора выглядит следующим образом:

  • Клемма №1 – введите «А».
  • Клемма №2 – входной конец измерительной катушки «А».
  • Терминал №3 – «А».
  • Клемма № 4 – вход «В».
  • Клемма № 5 – входной конец измерительной катушки «В».
  • Терминал № 6 – «Б».
  • Терминал №7 – введите «C».
  • Клемма № 8 – входной конец измерительной катушки «С».
  • Терминал №9 – «С».
  • Клемма №10 – ввод фазы «ноль».
  • Клемма №11 – фаза «ноль» нагрузки.

Проведение монтажа приборов учета для подключения к схемным трансформаторам с использованием специальных клемм, обозначенных Л1 и Л2.

Еще один вариант подключения счетчика с использованием полимино схемы – приведение трансформаторов тока в конфигурацию, напоминающую звезду. При этом облегчается монтаж прибора учета, так как для монтажа требуется меньше проводов, это достигается за счет усложнения внутренней схемотехники. Такие изменения никоим образом не влияют на точность и качество показаний.

Есть еще один вариант подключения с использованием трансформаторов тока – полуприватный. На сегодняшний день он полностью устарел, несмотря на то, что его можно встретить в реальном мире. Основным недостатком является отсутствие гальванической развязки измерительной и технологической цепей. Эта особенность делает его опасным для обслуживания.

Для приборов учета, работающих с применением трансформаторов, в нормативных документах сформулировано особое требование: между счетчиком и электрическим проводом необходимо установить клеммную колодку или щиток, через который выполняются все необходимые соединения.

При необходимости вторичная обмотка шунтируется, а эталонный счетчик подключается к системе измерения.Наличие накладки значительно облегчает установку. Оборудование можно демонтировать и заменить на другое без отключения основной линии электроснабжения.

Применяемые в приборах учета трансформаторы не всегда имеют заданные параметры. Через определенное время их следует проверить.

Важно учитывать эти детали в показаниях. Схемы подключения полиоленов требуют особого внимания. Маркетологи предпочитают работать с устройствами прямого подключения.

Счетчик “Меркурий-230”: непрямое подключение

Данный вариант подключения прибора учета в бытовых условиях не используется.Косвенная схема предназначена для учета электроэнергии на предприятиях по производству шин. К ним относятся атомные, гидро- и теплоэлектростанции.

На автобусах, которые отправляются от генератора, установлены трансформаторы тока. Данные с клемм трансформаторов поступают на прибор учета, фиксирующий количество выработанной электрической энергии. Последняя через распределительные устройства, линии электропередач, доходит до онлайн-потребителей.

Отзывы покупателей

Счетчик “Меркурий-230” (цена – от 3 000 руб.) применяется в малом бизнесе и бытовом секторе для учета количества электроэнергии.Установка данного оборудования в помещениях или закрытых шкафах, которые обеспечивают дополнительную защиту от неблагоприятного воздействия факторов внешней среды.

Потребители отмечают ряд положительных сторон, характерных для прибора учета:

  • Компактные размеры.
  • Малое энергопотребление.
  • Снятие пломбирования детали вне.

Учет и распределение электроэнергии сложные, технические задачи. Разводку и установку счетчиков необходимо производить по определенным строгим правилам.

Основы измерения электроэнергии

Основные измерения электрической мощности

Понимание производства электроэнергии, потери мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим. Ниже приведен обзор основных измерений электрической и механической мощности.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Любое обсуждение электричества неизбежно приводит к электрическому току, напряжению и сопротивлению. Эти концепции показаны ниже на рисунке 1.Электрический ток представляет собой поток самого электричества и измеряется в единицах, называемых амперами (А). Напряжение — это сила, которая заставляет электричество течь, и измеряется в единицах, называемых вольтами (V или U). Сопротивление выражает сложность, с которой протекает электричество, и измеряется в единицах, называемых омами (Ом).

На рисунке ниже эти отношения показаны в виде электрических цепей. В электрической цепи электрический ток проходит через различные типы нагрузки, включая сопротивление, индуктивность и емкость, от положительной полярности источников питания, таких как батареи, а затем возвращается к отрицательной полярности источника питания.Термин «нагрузка» обычно используется для обозначения чего-то, что получает электричество от источника питания и работает (обеспечивает свет, в случае лампочки).


Рисунок 1 – Основные компоненты электрической цепи
Мощность

Электрическая энергия может быть преобразована в другие формы энергии и использована. Например, его можно преобразовать в тепло в электронагревателе, в крутящий момент в двигателе или в свет в люминесцентной или ртутной лампе. В подобных примерах работа, совершаемая электричеством за определенный период времени (или затрачиваемая электрическая энергия), называется электрической мощностью. Единицей электрической мощности является ватт (Вт). 1 ватт эквивалентен работе в 1 джоуль, выполненной за 1 секунду.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Взяв напряжение и умножив его на соответствующий ток, можно определить мощность.

Питание постоянного тока (DC)

Постоянный ток или постоянный ток относится к энергосистемам, в которых используется одна полярность напряжения и тока, однако амплитуда может изменяться (циклически или случайным образом).


Рисунок 2. Базовая схема, показывающая напряжение и ток с источником постоянного напряжения
Закон Ома

При расчетах электрических цепей используется ряд формул, но именно закон Ома показывает самую фундаментальную зависимость: связь между электрическим током, напряжением и сопротивлением. Закон Ома гласит, что электрический ток течет пропорционально напряжению. Ниже показана формула для выражения отношения между током (I) и напряжением (U).

По этой формуле ток (I) уменьшается с увеличением значения R и, наоборот, ток (I) увеличивается с уменьшением значения R. R здесь представляет собой сопротивление (или электрическое сопротивление). Другими словами, мы видим, что по мере увеличения или уменьшения сопротивления (R) ток течет с меньшей или большей легкостью. Эту формулу можно переписать, как показано ниже. Если известны два значения тока, напряжения и сопротивления, можно получить оставшееся значение.

Мощность постоянного тока (DC) P (Вт) определяется путем умножения приложенного напряжения (U) на силу тока I (А), как показано выше.В приведенном ниже примере количество электроэнергии, определяемое предыдущим уравнением, извлекается из источника питания и потребляется сопротивлением R (в омах) каждую секунду. По закону Ома мы можем переписать формулу следующим образом:

Электрические цепи постоянного тока поддерживают постоянный ток и напряжение без циклических изменений ни того, ни другого. Таким образом, очень просто получить мощность постоянного тока (P) с результирующей формой волны, показанной ниже.

Мощность переменного тока (AC)

Электропитание, обычно используемое в Японии, работает при напряжении 100 В переменного тока.Эти 100 В представляют собой напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

100 В от стенных розеток наблюдаются в виде чистых синусоидальных волн, как показано на рисунке ниже. Мы можем видеть, что полярность меняется циклами, и что напряжения постоянно колеблются. Формы сигналов напряжения переменного тока имеют чистые синусоидальные волны, такие как график на рис. 3, а также множество других волн, таких как искаженные волны, такие как обычные формы, такие как треугольная и прямоугольная волна. Чтобы установить размер этих волн переменного тока и напряжения, нам нужны значения, которые используют тот же стандарт.Поэтому используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения.


Рис. 3. Циклическое изменение полярности напряжения переменного тока в синусоидальной, треугольной и прямоугольной формах
Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение)

Среднеквадратичное значение чаще всего используется при выражении значений переменного тока и напряжения и измеряется в действующем и среднеквадратичном значениях. В приведенном выше примере 100 В — это напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение).

Простое среднее значение синусоиды равно нулю, поэтому требуется другое уравнение.Вот почему используется среднеквадратичное значение (rms), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения. Он основан на количестве работы, выполняемой определенным количеством постоянного тока и напряжения, и выражает, используя те же значения, что и для постоянного тока и напряжения, величину переменного тока и напряжения, которые совершают тот же объем работы.

Если теплотворная способность при подаче напряжения постоянного тока на резистор такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока другой формы волны, то среднеквадратичное значение напряжения переменного тока равно значению напряжения постоянного тока.

Например, теплотворная способность при подаче постоянного напряжения 100 В на резистор 10 Ом такая же, как теплотворная способность при подаче на тот же резистор переменного тока 100 В. Понятие среднеквадратичного значения то же самое для электрического тока.


Рис. 4. Одинаковая теплота сгорания сигналов постоянного и переменного тока

 

Теплотворная способность относится к количеству выполненной работы, поэтому следующая формула рассчитывает мощность как теплотворную способность.

В качестве примера на следующей диаграмме показаны колебания мощности в зависимости от времени при подаче постоянного тока 1 А и переменного тока 1 А на резистор 10 Ом.


Рис. 5. Мощность в зависимости от времени при постоянном и переменном токе

 

Поскольку значение тока при постоянном токе не колеблется, значение мощности остается постоянным и составляет 10 Вт. Однако, поскольку значение тока постоянно колеблется при переменном токе, значение мощности колеблется со временем. То, что эти два типа мощности (теплотворная способность) равны, равнозначно утверждению, что средние значения Pdc и P1 – Pn равны. Это выражается в виде формулы ниже.


 

Здесь резистор (R) постоянный, поэтому им можно пренебречь. Следующее выражает результирующую связь между постоянным током и переменным током.

Делая интервал между I1 и In как можно меньшим в этой формуле, в конечном итоге Irms дает квадратный корень из площади части, заключенной в форму волны, деленной на время. Это выражается в виде формулы ниже.

Важно знать, что постоянный ток в 1 А выполняет такую ​​же работу, как и переменный среднеквадратический ток в 1 АА. При постоянном и устойчивом постоянном токе вы можете получить значение мощности, просто умножив ток на напряжение.

Однако переменный ток не так прост, как постоянный, из-за разности фаз между током и напряжением. Ниже приведены три типа переменного тока. Как правило, мощность и потребляемая мощность относятся к активной мощности.

Питание в системах переменного тока

Как и в случае постоянного тока, значение мощности (мгновенное значение мощности) в определенный момент времени для переменного тока можно получить путем умножения напряжения и тока для этого момента времени.

При переменном токе, поскольку и ток, и напряжение циклически колеблются, значения мощности также постоянно колеблются. Это показано на следующей диаграмме.

В виде энергии в секунду мощность может быть получена из среднего значения мгновенной энергии, т. е. площади части, заключенной в форму волны, по времени. Формула выглядит следующим образом:

Например, если к резистору приложен ток 1 действ. и напряжение 100 действ., как показано ниже, мощность становится равной 100 Вт при расчете по приведенной выше формуле.

 

При подаче тока и напряжения на резистор результирующие формы сигналов выглядят так, как показано на рис. 6 ниже.


Рис. 6. Отсутствие разности фаз при чисто резистивной нагрузке

 

Говорят, что ток и напряжение находятся «в фазе» по полярности и времени, когда кривые тока и напряжения проходят через нуль. Ток и напряжение всегда совпадают по фазе, когда нагрузка состоит только из сопротивления.

Когда нагрузка имеет катушку в дополнение к сопротивлению, возникает фазовый сдвиг между сигналами напряжения и тока.Это отставание называется разностью фаз и показано на рисунке 7.


Рисунок 7. Разность фаз, характерная для индуктивной и емкостной нагрузки

 

Разность фаз обычно выражается как Φ (фи), а единицей измерения является радиан, но часто указывается в градусах. В приведенном ниже примере точка A начинается с точки P и совершает один оборот по окружности O. Расстояние между точкой A и прямой линией, проходящей через центр O и точку P (красная линия) в качестве оси Y и ∠AOP (φ), так как ось X приводит к синусоидальной волне ниже.


Рис. 8. Синусоида с фазой

 

На рис. 9 показана кривая тока и напряжения, сдвинутая по фазе на 60°. При рассмотрении положения на окружности напряжения (u) и тока (i) в соответствии с приведенным выше примером ∠uoi постоянна в каждый момент времени. Угол этого ∠uoi указывает размер разности фаз между напряжением (u) и током (i).


Рисунок 9. Синусоиды напряжения и тока с разностью фаз

 

Три типа нагрузки цепи переменного тока показаны на рисунке 10.Как показано ниже, разность фаз между током и напряжением возникает в зависимости от типа нагрузки.


Рисунок 10. Представление фаз и векторов цепей переменного тока с резистивной, индуктивной или емкостной нагрузкой
 

С фазами ток может отставать по отношению к напряжению или опережать. Ток отстает на 90⁰, когда нагрузка состоит только из индуктивности, и опережает на 90⁰, когда только емкость. Когда существуют все три типа, разность фаз колеблется в соответствии с соотношением размеров каждого компонента.Далее, давайте посмотрим на мощность, когда есть разность фаз между током и напряжением.

Мощность переменного тока с разностью фаз

При наличии разности фаз между током и напряжением происходит мгновенное изменение энергии, как показано на рисунке 11.

Когда либо ток, либо напряжение равны 0, мгновенная мощность становится равной 0. Когда полярность тока и напряжения меняются местами в промежутках между ними, мгновенная мощность становится отрицательной. Мощность представляет собой среднее значение мгновенной энергии, поэтому мощность становится меньше, чем когда ток и напряжение совпадают по фазе (пунктирная линия).


Рисунок 11 – Мгновенная энергия, когда напряжение и ток имеют разность фаз

 

Треугольник мощности и коэффициент мощности

Цепи переменного тока, содержащие емкость, индуктивность или и то, и другое, содержат активную и реактивную мощности. Треугольник мощности, показанный на рис. 12, помогает проиллюстрировать энергопотребление в индуктивной или емкостной цепи. Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение четырех основных элементов: активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.


Рис. 12. Треугольник мощности показывает соотношение активной и реактивной мощности.

 

Активная мощность

Активная мощность (P) — это реальная мощность, которую устройство потребляет и выполняет реальную работу в электрической цепи. Активная мощность рассчитывается ниже в ваттах (Вт).

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Q) — это мощность, которая не потребляется устройством и передается туда и обратно между источником питания и нагрузкой.Иногда называемая безваттной мощностью, реактивная мощность забирает мощность из цепи из-за фазового сдвига, создаваемого емкостными и/или индуктивными компонентами. Этот фазовый сдвиг уменьшает количество активной мощности для выполнения работы и усложняет расчет мощности. Реактивная мощность рассчитывается ниже и выражается в реактивных вольт-амперах (ВАр). В цепи постоянного тока нет реактивной мощности.

Полная мощность

Полная мощность (S) – это гипотенуза треугольника мощностей, состоящая из сложения векторов активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).Расчет полной мощности представляет собой произведение среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока в вольт-амперах (ВА).

Коэффициент мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Φ). Он определяется как коэффициент мощности «смещения» и верен только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (не синусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как мощность в ваттах, деленная на полную мощность в амперах напряжения. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных, с использованием квалификатора λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) увеличивается или уменьшается в зависимости от величины разности фаз (φ). Рисунок 13 иллюстрирует это явление.


Рис. 13 – Коэффициент мощности при различной разности фаз

 

Для идеальных синусоидальных волн ток и напряжение совпадают по фазе, полная мощность и активная мощность становятся равными, а коэффициент мощности равен 1.Коэффициент мощности уменьшается по мере увеличения разности фаз; коэффициент мощности равен 0,5 (активная мощность составляет 1/2 полной мощности) при разности фаз 60⁰ и 0 при разнице фаз 90⁰. Коэффициент мощности 0 означает, что ток течет к нагрузке, но она не совершает никакой работы.

 

Векторный дисплей переменного тока

Временной сдвиг между напряжением и током называется разностью фаз, а Φ — фазовым углом. Смещение по времени в основном вызвано нагрузкой, на которую подается питание.В общем, разность фаз равна нулю, когда нагрузка является чисто резистивной. Ток отстает от напряжения, когда нагрузка индуктивная. Ток опережает напряжение, когда нагрузка емкостная.


Рисунок 14 – Сдвиг фаз между напряжением и током при чисто индуктивной или емкостной нагрузке

 

Векторный дисплей используется для четкой передачи зависимости амплитуды и фазы между напряжением и током. Положительный фазовый угол представлен углом против часовой стрелки относительно вертикальной оси.


Рисунок 15. Векторная диаграмма отображает зависимость амплитуды и фазы между напряжением и током

 

Системы питания переменного тока

Питание переменного тока может быть однофазным или многофазным. Однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, но для распределения электроэнергии и подачи электроэнергии непосредственно на более мощное оборудование почти повсеместно используются трехфазные системы переменного тока.

Схемы однофазных соединений

Для однофазных цепей существует две распространенные конфигурации проводки.Наиболее распространена однофазная двухпроводная схема. Другая – однофазная трехпроводная схема, обычно встречающаяся в бытовых приборах.

Однофазная 2-проводная система (1P2W)

Обеспечивает подачу однофазного переменного тока с использованием двух проводников. Самая простая система, она используется при подключении источников питания ко многим электрическим устройствам, таким как бытовая электроника. При подключении ваттметра к однофазной двухпроводной системе перед подключением необходимо учитывать несколько моментов.


Рисунок 16 – Различные схемы подключения однофазной двухпроводной системы

 

Влияние паразитной емкости

При измерении однофазного устройства влияние паразитной емкости на точность измерения можно свести к минимуму, подключив клемму токового входа прибора к стороне, ближайшей к потенциалу земли источника питания.


Рис. 17. Схема подключения для минимизации паразитной емкости
 
Влияние измеренных амплитуд напряжения и тока

Когда измеренный ток относительно велик, подключите клемму измерения напряжения между клеммой измерения тока и нагрузкой.Когда измеренный ток относительно мал, подключите клемму измерения тока между клеммой измерения напряжения и нагрузкой.


Рис. 18. Схема подключения при относительно большом измеряемом токе

 

Двухфазная 3-проводная система (1P3W)

Обеспечивает подачу однофазного переменного тока по трем проводникам. Однофазная трехпроводная система является наиболее распространенной системой распределения электроэнергии. Электричество, поставляемое большинству домохозяйств, подается с помощью этой системы.Следующее требует двух ваттметров для измерения двух напряжений (U1, U2) и двух токов (I1, I2).


Рис. 19. Двухфазная 3-проводная система

 

Трехфазные электрические схемы

В отличие от однофазных систем, по проводникам трехфазного источника питания протекает переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения относительно общего источника, но с разницей фаз, составляющей одну треть периода. Трехфазные системы имеют преимущества перед однофазными, которые делают их пригодными для передачи энергии и в таких приложениях, как асинхронные двигатели.

Характеристики трехфазных систем
  • Ток и напряжение на каждой фазе имеют разность фаз 120° в сбалансированной системе.
  • Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
  • Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на нагрузке в фазе
  • Линейный ток — это ток в любой одной линии между трехфазным источником и нагрузкой.
  • Фазный ток – это ток через любой компонент, состоящий из трехфазного источника или нагрузки.
  • При соединении треугольником линейное напряжение совпадает с фазным. Для синусоидальных волн линейный ток в √3 раза превышает фазный ток.
  • При соединении звездой линейное напряжение в √3 раза превышает фазное напряжение, а токи одинаковы.
  • Трехфазные источники питания могут передавать в три раза больше энергии, используя всего в 1,5 раза больше проводов, чем однофазные источники питания (т. е. три вместо двух). Таким образом, отношение емкости к материалу проводника удваивается.
  • Трехфазные системы также могут создавать вращающееся магнитное поле с заданным направлением и постоянной величиной, что упрощает конструкцию электродвигателей.

В предыдущем обсуждении источник питания и нагрузка были соединены двумя проводниками. Это известно как однофазная двухпроводная система. При питании переменным током существует однофазное и трехфазное питание со следующими доступными системами электропитания. Трехфазное питание можно использовать в трехпроводной или четырехпроводной конфигурации в режиме звезды или треугольника.

На схемах на рис. 20 показаны источник и нагрузка в конфигурации «треугольник» или «звезда» (звезда).


Рис. 20. Трехфазная конфигурация «треугольник» и «звезда» (звезда)

 

Теорема Блонделя

При обсуждении измерений мощности с помощью ваттметров часто ссылаются на теорему Блонделя при определении правильного  метода подключения ваттметров и их количества, необходимого для наиболее точного измерения.Теорема утверждает, что мощность, подводимая к системе из N проводников, равна алгебраической сумме мощностей, измеренных N ваттметрами. Кроме того, если общая точка расположена на одном из проводников, то счетчик этого проводника может быть удален и требуется только N-1 счетчиков.

Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Измерение относительно просто, если объектом измерения является трехфазная 4-проводная система. Как показано на схеме ниже, трехфазная четырехпроводная схема предполагает подключение ваттметров к каждой фазе на основе нейтрального проводника. Получите мощность для каждой фазы, измеряя напряжение (фазное напряжение) и ток (фазный ток) для каждой фазы с помощью разных ваттметров. В сумме это даст значение трехфазной мощности переменного тока. Для измерения трехфазной четырехпроводной мощности требуются три ваттметра.


Рис. 21. Трехфазное соединение звездой (3P4W)

 

Полная мощность, активная мощность и реактивная мощность для трехфазной мощности представляют собой сумму каждой фазы.

Трехфазный ваттметр Delta Two (3P3W)

Измерение с трехфазной 3-проводной системой немного сложнее, поскольку нейтральный проводник, который использовался в качестве основы для трехфазной 4-проводной системы, отсутствует, и фазное напряжение не может быть измерено.Измерение в трехфазной трехпроводной системе включает получение значения трехфазной мощности переменного тока с использованием метода, называемого методом двух ваттметров.

Применяя теорему Блонделя и используя метод двух ваттметров, мы можем получить значения трехфазной мощности переменного тока. Схема подключения для метода двух ваттметров и векторная карта приведены ниже.

 

Вывод теоремы Блонделя приведен ниже.

 

Приведенный выше расчет показывает, что мы можем получить значения трехфазной мощности переменного тока из значений двухфазной мощности и значений двухфазного тока.Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, упрощается установка и конфигурация проводки. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и недорогая установка делают его подходящим для производственных испытаний, в которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Другими словами, для трехфазного измерения мощности мощность может быть получена путем измерения мощности для каждой фазы и расчета суммы.Для метода двух ваттметров уравнение показано ниже.

Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Существует еще один метод измерения в трехфазной трехпроводной системе: измерение трех напряжений трех токов (3V3A). Как и метод двух ваттметров, этот метод измеряет ток фазы T и линейное напряжение между R и S. Ниже представлена ​​схема подключения.


Рис. 22. Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

 

Поскольку трехвольтный трехтоковый метод (3V3A) измеряет ток фазы T, он позволяет увидеть баланс токов между фазами, что было невозможно при использовании метода двух ваттметров.Для инженерных и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ трехфазный

Трехпроводной метод

с тремя ваттметрами лучше всего подходит, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которую можно использовать для балансировки нагрузки и определения фактического коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от R до T, от S до T, от R до S).

Векторное отображение измерений трехфазного переменного тока

Мы будем использовать трехфазную систему Y «звезда», чтобы проиллюстрировать концепцию трехфазного векторного дисплея. В звездной системе напряжения и токи каждой фазы смещены на 120°. Нейтральная точка Y-системы находится в центре, где теоретически сумма всех напряжений и токов равна нулю.

При проведении измерений в звездной системе, где присутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно этой нейтральной точки, это называется «фазным напряжением». При проведении измерений в звездной системе, где отсутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно друг друга, это называется «линейное напряжение» или «соединение треугольником».Схема соединения треугольником образует равносторонний треугольник с интервалом между напряжениями 60 градусов, в отличие от соединения звезды, где напряжение изменяется на 120 градусов. Величина линейного напряжения измеряется выше, чем фазное напряжение в √3 раза. Токи в звездной системе всегда измеряются последовательно относительно нейтральной точки, при этом угловое измерение относительно векторов напряжения обозначается Φ. Рисунок 23 иллюстрирует взаимосвязь между измерением напряжения по схеме треугольника и по схеме звезда с помощью векторной диаграммы.


Рисунок 23 – Векторная диаграмма трехфазных дельта- и звездных измерений.

 

Трехфазное измерение коэффициента мощности

Общий коэффициент мощности для 3-фазной цепи определяется путем суммирования общей мощности в ваттах, деленной на общее значение ВА.

При использовании метода двух ваттметров сумма общей мощности (W1 + W2) делится на количество ВА. Однако, если нагрузка несбалансированная (фазные токи разные), это может привести к ошибке при расчете коэффициента мощности, поскольку при расчете используются только два измерения ВА.Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, получается ошибочный результат. Поэтому лучше всего использовать метод трех ваттметров для несбалансированных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

При использовании метода трех ваттметров все три измерения ВА используются при расчете приведенного выше коэффициента мощности.

Гармоники

Гармоники относятся ко всем синусоидальным волнам, частота которых является целым кратным основной волны (обычно это синусоидальный сигнал линии электропередачи с частотой 50 Гц или 60 Гц или от 0 до 2 кГц для вращающихся машин).Гармоники — это искажение формы волны нормального электрического тока, обычно передаваемое нелинейными нагрузками. В отличие от линейных нагрузок, где потребляемый ток пропорционален входному напряжению и соответствует форме волны, нелинейные нагрузки, такие как двигатели с регулируемой скоростью, потребляют ток короткими прерывистыми импульсами. Когда основная волна и последующие гармонические компоненты объединяются, формы сигналов искажаются, и возникает интерференция.


Рис. 24. Искаженные формы сигналов состоят из нескольких гармонических составляющих

 

Необходимо контролировать гармоники, поскольку они могут вызывать аномальный шум, вибрацию, нагрев или неправильную работу устройств и сокращать срок их службы. Для контроля гармоник существуют национальные и международные стандарты, такие как IEC61000-3. Поэтому инженерам необходимо обнаруживать гармоники и оценивать их влияние на компоненты, системы и подсистемы в приложении. Размер и разность фаз следует измерять не только для основной частоты, но и для каждой более высокочастотной составляющей. Высокоточные анализаторы мощности могут измерять гармоники выше 500-го порядка.

Для вращающихся машин основные амплитуды являются единственными компонентами, которые эффективно способствуют вращению оси, все остальные гармонические компоненты приводят к потерям в виде тепла и вибрации.

Измерение гармоник

Используя режим измерения гармоник, можно измерить размер и разность фаз для каждой основной частоты, а также гармоники для каждой степени, включенной в ток, напряжение и мощность. В случае основной частоты (первичной составляющей) 50 Гц, например, третья составляющая составляет 150 Гц, пятая составляющая — 250 Гц и т. д., и возможно измерение до 500-й составляющей на частоте 2,5 кГц.


Рис. 25. Суммирование нечетных гармонических составляющих в искаженном сигнале

 

Для отображения результатов измерения гармоник анализатор мощности может отображать размер каждого градуса, как показано на рис. 26 ниже, или отображать в виде списка такие параметры, как размер, коэффициент содержания и фаза.


Рис. 26. Гистограмма, показывающая энергию гармоник в зависимости от порядка

 

Заключение

При измерении мощности необходимо учитывать множество факторов, включая входную мощность, КПД инвертора, КПД, гармоники и коэффициент мощности. Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности является важным инструментом для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя. Выбор правильного анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности обеспечат точные и очень ценные данные.

Онлайн-кампус микроскопии ZEISS | Ртутные дуговые лампы

Введение

Ртутные дуговые газоразрядные лампы высокого давления в 10–100 раз ярче ламп накаливания (таких как вольфрамово-галогенные) и могут обеспечивать интенсивное освещение в выбранных диапазонах длин волн во всей видимой области спектра в сочетании с соответствующими фильтрами.Эти источники освещения очень надежны, обеспечивают очень высокую плотность потока и исторически широко использовались во флуоресцентной микроскопии. Классически обозначаемые зарегистрированным товарным знаком как лампы HBO ( H для Hg или ртути; B — символ яркости; O — для принудительного охлаждения). этот вездесущий источник света. Впервые представленный как коммерческий продукт в 1930-х годах, многие тысячи микроскопов, оснащенных осветителями с ртутными дуговыми лампами, были проданы производителями за последние несколько десятилетий.Однако по сравнению с традиционными лампами накаливания значительное увеличение яркости, обеспечиваемое ртутными дуговыми лампами, сопровождается неудобствами критической механической центровки, более коротким сроком службы, меньшей временной и пространственной однородностью, требованиями к специализированным лампам и источникам питания, потенциальной опасностью взрыва и более высокими Стоимость. Несмотря на подводные камни, ртутная дуговая лампа остается рабочей лошадкой в ​​флуоресцентной микроскопии и до сих пор считается одним из лучших источников освещения, особенно для малочисленных (фактически, тех, которые имеют разреженные мишени) или слабых флуорофоров, максимумы возбуждения которых совпадают со спектральным спектром. линии, излучаемые горячей ртутной плазмой.

Наиболее популярной ртутной лампой для оптической микроскопии является HBO 100 (100-ваттная ртутная плазменно-дуговая лампа высокого давления), которая благодаря очень маленькому размеру источника обладает самой высокой яркостью и средней яркостью из широко используемых лампы любой мощности. Для микроскописта уникальный спектральный состав светового потока ртутной дуги (по сути, спектральная освещенность ) является важным фактором при сравнении различных источников освещения. Только около трети выходного сигнала приходится на видимую часть спектра, а остальная часть ограничивается ультрафиолетовой и инфракрасной областями.Ультрафиолетовое излучение составляет около половины выходной мощности ртутной дуговой лампы, поэтому необходимо проявлять большую осторожность для защиты глаз, а также живых клеток, которые освещаются этим источником. Остальная мощность ртутной лампы рассеивается в виде тепла в виде инфракрасного излучения.

Ртутные дуговые газоразрядные лампы обеспечивают один из самых высоких уровней яркости и излучения среди всех непрерывно работающих источников света для оптической микроскопии и очень близко приближаются к идеальной модели точечного источника света.Однако ртутные лампы демонстрируют значительно большие колебания интенсивности, чем лампы накаливания, светодиоды ( светодиоды ) или лазерные источники, главным образом потому, что газовая плазма по своей природе нестабильна и подвержена как магнитным полям, так и эрозии электродов. Кратковременная стабильность лампы зависит от трех артефактов плазмы дуги, создаваемых между вольфрамовыми электродами. Дуга , блуждающая , возникает, когда точка крепления дуги на конической поверхности наконечника катода пересекает электрод по круговой схеме, обычно требуя нескольких секунд, чтобы совершить полный круг. Вспышка относится к мгновенному изменению яркости, когда дуга перемещается в новую область катода с более высоким качеством излучения, чем предыдущая точка крепления. Наконец, конвекционные токи в парах ртути, возникающие из-за разницы температур между плазмой и оболочкой, вызывают флаттер дуги , что проявляется в быстром поперечном смещении столба дуги. Эти комбинированные артефакты ограничивают использование ртутных дуговых ламп в количественных измерениях флуоресценции.

Помимо многочисленных артефактов, связанных с ртутными дуговыми лампами, они также имеют ограниченный срок службы, составляющий примерно 200 часов, и значительные колебания пространственной и временной стабильности. Поскольку изображение дуги фокусируется на задней апертуре объектива (при освещении по Кхлеру), наиболее важным аспектом ртутных ламп является интенсивность изображения дуги. Удивительно, но даже несмотря на то, что дуги с более высокой номинальной мощностью производят больше света, фактический размер дуги больше, и соответствующее изображение должно быть уменьшено ниже фактического размера, чтобы соответствовать задней апертуре объектива.Минимизация размера дуги приводит к уменьшению интенсивности изображения, и по этой причине лампы с меньшими дугами фактически излучают более интенсивный свет. Освещение в поле зрения микроскопа распределяется наиболее равномерно, когда резкое изображение дуги находится в центре задней апертуры объектива. Хотя четко определенное и сфокусированное изображение дуги приводит к тому, что области апертуры имеют незначительные колебания интенсивности света, суммарный эффект заключается в потенциальном ограничении попадания некоторых углов освещения на образец. Однако из-за того, что возбуждение флуоресценции нечувствительно к углу освещения, эта неоднородность (если не значительная) обычно не ухудшает качество изображения. Напротив, когда изображение дуги не сфокусировано должным образом на апертуре объектива, часто наблюдаются флуктуации интенсивности в различных областях образца.

Оптическая сила ртутных дуговых ламп (HBO)

Набор фильтров Возбуждение
Фильтр
Полоса пропускания (нм)
Дихроматический
Зеркальный
Отсечка (нм)
Мощность
мВт/см 2
ДАПИ (49) 1 365/10 395 ЛП 23. 0
CFP (47) 1 436/25 455 ЛП 79,8
GFP/FITC (38) 1 470/40 495 ЛП 32,8
YFP (S-2427A) 2 500/24 ​​ 520 ЛП 20.0
ТРИТЦ (20) 1 546/12 560 ЛП 43,1
ТРИТЦ (S-A-OMF) 2 543/22 562 ЛП 76,0
Техасский красный (4040B) 2 562/40 595 ЛП 153. 7
mCherry (64HE) 1 587/25 605 ЛП 80,9
Cy5 (50) 1 640/30 660 ЛП 9.1

1 Фильтры ZEISS     2 Фильтры Semrock
Таблица 1

В таблице 1 представлены значения оптической выходной мощности типичного 100-ваттного источника света HBO после прохождения через оптическую систему микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливаттах/см 2 ) измеряли в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с использованием радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив в датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери светопропускной способности в системе освещения микроскопа могут варьироваться примерно от 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма соединения источника света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского класса, соединенного с лампой HBO на входе эпи-осветителя, менее 50 процентов света, выходящего из системы собирающих линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных в фокусе объектива. самолет.

Номинальный срок службы ртутных дуговых ламп зависит от того, как они используются, и обычный предел в 200 часов может быть снижен из-за чрезмерного количества пусков (зажиганий) или многократного зажигания теплых или горячих ламп.Для нормальной работы требуются периоды горения не менее 30 минут, а общее количество возгораний не должно превышать половины общего количества часов (максимум около 100). Поэтому типичная лампа HBO 100 должна зажигаться не более 100 раз и гореть в среднем два часа на одно зажигание. Это не жесткое и быстрое правило, потому что некоторые циклы записи намного длиннее (например, 8-часовой рабочий день). По мере старения ртутные дуговые лампы чернеют, и их воспламенение становится все труднее из-за вырождения катода и анода.Кроме того, во время использования юстировка лампы может смещаться, так что изображение дуги может медленно смещаться от центра в задней апертуре объектива, что требует повторной регулировки механизма юстировки. Как правило, концом ртутной дуговой лампы является точка, в которой мощность ультрафиолетового излучения уменьшается примерно на 25 процентов, а нестабильность дуги возрастает более чем на 10 процентов, или когда лампа больше не зажигается. Как только лампа достигла или немного превысила свой срок службы, ее следует заменить.

Профиль излучения ртутных дуговых ламп отличается от ламп накаливания тем, что в ультрафиолетовой, синей, зеленой и желтой областях спектра присутствует несколько заметных линий излучения, которые значительно ярче (до 100 раз), чем сплошной фон (см. Рисунок 1). Приблизительно 45 процентов излучения стандартной ртутной лампы HBO мощностью 100 Вт приходится на диапазон длин волн, используемых для флуоресцентной микроскопии, от 350 до 700 нанометров. Кроме того, большая часть энергии ультрафиолетового и видимого света не распределяется равномерно по всему спектру, а скорее концентрируется в спектральных линиях на 365 нанометрах (ближний ультрафиолет; 10.7 процентов), 405 нанометров (фиолетовый; 4 процента), 436 нанометров (темно-синий, 12,6 процента), 546 нанометров (зелено-желтый, 7,1 процента) и 579 (желтая дублетная полоса, 7,9 процента). Ртутные дуговые лампы также имеют значительное количество спектральных линий в ультрафиолетовой области между 250 и 350 нанометрами и несколько меньших линий в инфракрасном диапазоне длин волн, превышающем 1000 нанометров. Напротив, спектральная область излучения ртутной лампы между 600 и 1000 нанометрами относительно непрерывна и не ярче по выходной мощности, чем ксеноновые дуговые лампы, которые охватывают широкий спектральный диапазон с несколькими спектральными линиями в синей и инфракрасной областях. Зелено-желтая линия ртутной дуговой лампы с длиной волны 546 нанометров стала универсальным эталоном для калибровки длин волн в самых разных оптических устройствах и является фаворитом среди ученых в биологическом сообществе для исследования живых клеток.

Отдельные флуорофоры для возбуждения ртутной дуги

Флуорофор Возбуждение
(нм)
Излучение
(нм)
Меркурий
Линия
ДАПИ 358 461 365
Марина Блю 365 460 365
Ядерно-желтый 365 495 365
Алекса Флуор 405 401 421 405
Желтый каскад 400 550 405
Алекса Флуор 430 433 541 436
Лазурный FP 433 475 436
Желтый Люцифер 430 535 436
Алекса Флуор 546 556 573 546
Cy3 552 570 546
Тетраметилродамин 549 574 546
tdTomato FP 554 581 546
Кусабира Апельсин FP 548 559 546
MitoTracker Красный 579 599 579
Алекса Флуор 568 578 603 579
Красный LysoTracker 579 590 579
gif”>
Стол 2

Значительные усилия были затрачены на разработку специализированных флуорофоров с максимумами поглощения, расположенными вблизи заметных спектральных линий ртути (см. Таблицу 2).Классические флуоресцентные зонды DAPI (4′,6-диамидино-2-фенилиндол) и родамин эффективно поглощают линии ртути 365 и 546 нм соответственно, однако максимум поглощения флуоресцеина (возможно, одного из наиболее широко используемых флуорофоров) лежит в области между 450 и 500 нанометрами, в которой отсутствует заметная ртутная линия (рис. 1). Новые синтетические флуорофоры, в том числе серии MitoTrackers, Cyanine ( Cy ) и красители Alexa Fluor, были специально адаптированы для соответствия спектральным линиям ртути.Например, максимум поглощения MitoTracker Red 579 нанометров почти точно совпадает с соответствующей линией ртути, тогда как Cy3 (максимум 548 нанометров) эффективно поглощает линию 546 ртути. Несколько красителей Alexa Fluor названы в соответствии с их эквивалентными профилями поглощения ртути: Alexa Fluor 350 (ртуть-365), Alexa Fluor 405 (ртуть-405), Alexa Fluor 430 (ртуть-436) и Alexa Fluor 546 (ртуть-436). -546). В общем, при возбуждении флуорофоров ртутным дуговым источником освещения разумно выбирать из широко доступных флуорофоров, которые точно соответствуют спектральным линиям.Следует отметить, что ртутные дуговые лампы не являются подходящим источником света для некоторых логометрических красителей, таких как Fura-2 и Indo-1, где сравнение сигналов на двух длинах волн возбуждения затруднено из-за того, что одна из длин волн перекрывается с пик ртути в гораздо большей степени, чем другой. Кроме того, относительно слабое излучение ртутными лампами в диапазоне длин волн от 450 до 540 нанометров делает эти источники освещения менее полезными для многих популярных красителей, которые сильно поглощают в сине-зеленой области, включая флуоресцеин, Alexa Fluor 488, Cy2 и многие другие. разновидности зеленого флуоресцентного белка.

Чрезвычайно высокая плотность потока (яркость), генерируемая ртутными дуговыми лампами, достигается за счет создания дуги в ограниченной области между двумя близко расположенными электродами в газовой среде высокого давления. Газ и электроды находятся внутри оптически прозрачной оболочки эллиптической формы (или колбы), состоящей из плавленого кварца (см. рис. 2). Электроды изготовлены из вольфрамовых сплавов с температурой плавления выше 3400°С, одного из немногих материалов, способных выдерживать высокую температуру плазмы дуги.Кроме того, вольфрам имеет самое низкое давление паров среди всех металлов, что является еще одним положительным моментом, учитывая высокие температуры, необходимые во время работы. Ртутные дуговые лампы заполнены инертным (редким) газом, таким как аргон или ксенон, под низким давлением и тщательно отмеренной аликвотой металлической ртути. Дозировка ртути рассчитывается таким образом, чтобы во время работы лампы создавали внутреннее давление до 75 атмосфер (1087 фунтов на квадратный дюйм).

Производственные параметры электродов дуговых ламп имеют решающее значение для определения пусковых характеристик, срока службы и рабочих характеристик ртутных ламп.Катоды для ртутных дуговых ламп представляют собой конусообразные стержни (см. рис. 2), изготовленные из торированного (оксида тория) вольфрама для улучшения пусковых и эмиссионных характеристик, а также для снижения напряжения холостого хода. Поскольку большая часть тепла, выделяемого дуговым разрядом, обычно сохраняется в области электрода, катод способен быстро достигать оптимальной температуры электронной эмиссии при незначительных уровнях испарения вольфрама, что приводит к преждевременному почернению лампы.Наконечник катода также имеет закругление для стабилизации разряда. Анод в ртутных лампах изготавливается из чистого штампованного (кованого) вольфрама и заметно массивнее катода. Больший размер анода позволяет ему выдерживать интенсивную бомбардировку электронами из плазмы и более эффективно рассеивать тепло. Ртутные дуговые лампы обычно имеют пусковые катушки на одном или обоих электродах, чтобы способствовать образованию дуги во время зажигания, и имеют зазор между анодом и катодом в диапазоне от 0,25 до нескольких миллиметров, в зависимости от номинальной мощности лампы.

Оболочка ртутной дуговой лампы изготавливается из чистого плавленого кварца или кварцевого стекла, которое непроницаемо для большинства газов при высокой температуре и давлении и, таким образом, идеально подходит для удержания горячей плазмы. Кроме того, низкий коэффициент расширения и высокая механическая прочность этих стекол делают их стабильными по размеру и способными работать в экстремальных условиях эксплуатации лампы. Оболочки изготовлены из высококачественных трубок, чтобы предотвратить выход лампы из строя из-за локализованных точек напряжения, возникающих из-за воздушных карманов и загрязнений.Кварц пропускает свет с высокой эффективностью примерно от 180 нанометров до 4 микрометров, но лампы, предназначенные для оптической микроскопии, изготавливаются из легированного кварца, чтобы поглощать более короткие ультрафиолетовые волны и минимизировать образование озона. Большинство стеклянных сплавов, используемых в конструкции ртутных дуговых ламп, имеют очень небольшое содержание гидроксила ( OH ), что устраняет поглощение инфракрасного излучения на длине волны 2,7 микрометра и снижает тепловую нагрузку на оболочку.

Одной из наиболее важных особенностей конструкции дуговой лампы является герметичное соединение металла с кварцем, необходимое для изоляции электродов от окружающей атмосферы и для механической поддержки лампы.Эти уплотнения должны быть газонепроницаемыми и одновременно выдерживать токи в сотни ампер, температуры от 200 до 300°С и давление 30 атмосфер и выше. Самый популярный метод герметизации электродов включает в себя обертывание тонких лент молибденовой фольги в концентрической параллельной конфигурации, зажатой между кварцевым стержнем и коаксиальной оболочкой, которая затем покрывается термостойким адгезивным клеем. Чрезвычайно тонкая ширина и заостренные края фольги обеспечивают эффективное прилегание к кварцевой трубке, несмотря на разницу в коэффициентах теплового расширения. Кроме того, герметичный характер уплотнения позволяет применять высокие токовые нагрузки без значительного окисления. Уплотнения лампы закрываются наконечниками или основаниями, которые служат как надежным электрическим соединением, так и точным механическим механизмом для определения местоположения точечного источника в оптической системе микроскопа. Конструкция наконечника различается, но большинство из них содержат резьбовой или гладкий установочный штифт, а некоторые имеют кабель, соединяющий лампу с клеммой в фонаре. Наконечники предназначены для охлаждения лампы и обычно изготавливаются из никелированной латуни.

В типичной конфигурации оптического микроскопа ртутная лампа расположена внутри специального осветителя, состоящего из корпуса лампы, содержащего лампу, вогнутого отражающего зеркала, регулируемой системы линз коллектора для фокусировки выходного сигнала лампы, электрического разъема для крепления и выравнивания лампочку и внешний источник питания (рис. 3). В зависимости от конструкции ртутно-дуговые лампы могут также содержать фильтры для блокировки ультрафиолетовых длин волн и горячие зеркала для предотвращения попадания тепла в оптическую систему микроскопа. Многие фонари также имеют внешние радиаторы для отвода тепла и вентиляционные отверстия, которые позволяют рассеивать более горячий воздух, в то время как другие также имеют большие охлаждающие ребра, прикрепленные к самой лампе (см. рис. 3). Кроме того, в фонаре должна быть ручка регулировки положения линзы коллектора и приспособления (ручки или винты) для выравнивания лампы и отражателя. Главной заботой является то, что сам корпус лампы не должен пропускать вредные ультрафиолетовые волны и должен иметь переключатель для автоматического выключения лампы, если корпус будет взломан или открыт во время использования.

Как указывалось выше, ртутные дуговые лампы содержат точно отмеренное количество металлической ртути в оболочке и заполнены аргоном или ксеноном, которые действуют как пусковой газ при испарении ртути. Когда лампы холодные, на внутренних стенках часто можно наблюдать мелкие капельки ртути, а давление газа внутри оболочки ниже давления окружающей среды в одну атмосферу. После зажигания лампы ртуть испаряется в течение 5-10-минутного переходного периода.В течение этого периода лампа работает на токе выше нормального, поэтому анод должен быть расположен в нижней части лампы, чтобы обеспечить надлежащее испарение ртути. По этой причине патроны с наконечником в ртутной лампе имеют разный диаметр (один меньше другого), чтобы можно было правильно расположить лампу, которая сама имеет наконечник большего размера на анодном конце трубки. Таким образом, ртутные дуговые лампы располагаются внутри фонаря вертикально, анодом вниз, а катодом вверх.Работа ртутной лампы под углом более 30° от вертикального положения отклоняет дугу в сторону кварцевой оболочки, что приводит к неравномерному нагреву и преждевременному потемнению колбы. Ртутные лампы некоторых конструкций имеют отражающее покрытие на части оболочки, чтобы ускорить переходную фазу испарения и улучшить распределение тепла. Поскольку температура оболочки в значительной степени влияет на внутреннее давление ртути, ртутные дуговые лампы чувствительны к потоку воздуха над колбой, и этот аспект должен тщательно контролироваться в ламповом цехе.

Для ртутных дуговых ламп

требуется источник питания постоянного тока ( DC ), специально разработанный для удовлетворения требований к зажиганию и эксплуатации для каждой конструкции лампы. Типовой источник питания должен обеспечивать пусковой импульс до 50 кВ для ионизации газа в дуговом промежутке, а также напряжение холостого хода, в три-пять раз превышающее номинальное рабочее напряжение лампы, для нагрева катода до температур термоэлектронной эмиссии. Дополнительные требования включают максимальный уровень пускового тока для предотвращения чрезмерного теплового удара во время воспламенения.Пусковой ток может на несколько порядков превышать установившееся значение цепи лампы и часто является причиной отказа зажигания. Блок питания лампы также должен ограничивать пульсации тока до уровня менее 10 процентов (от пика к пику), чтобы обеспечить длительный срок службы лампы и стабильность света. Наконец, источник питания должен иметь возможность регулировать подаваемый ток в широком диапазоне, так как напряжение может значительно возрасти в период прогрева лампы.

Источники питания для ртутных дуговых ламп HBO 100, используемых в оптической микроскопии, обычно имеют несколько функций, которые позволяют оператору контролировать условия работы и срок службы.Включены световой индикатор для зажигания лампы , свет, который показывает, когда трансформатор достиг внутренней температуры в пределах допустимого диапазона, световой сигнал безопасности , предупреждающий оператора о том, что цепь безопасности корпуса лампы замкнута, и индикатор напряжения , который включается, когда трансформатор работает в пределах допустимого диапазона напряжения. Все коммерческие источники питания постоянного тока с ртутными лампами также имеют перенастраиваемый дисплей общего времени (в часах), в течение которого лампа работала.

Лампы для дуговых ламп требуют постоянного осмотра и обслуживания. Патрон лампы в сборе и шнур питания следует периодически проверять на наличие окисленных металлических поверхностей (электроды гнезда) и целостность шнура. Гнездовые электроды склонны к окислению, и их следует слегка очищать наждачной бумагой (или очень мелкой наждачной бумагой) каждый раз при замене лампы, чтобы обеспечить хороший электрический контакт. Лампу, отражатель заднего зеркала и линзу переднего коллектора следует осмотреть и, при необходимости, очистить от грязи, ворсинок и масел от отпечатков пальцев.При каждой замене лампы следует проверять правильность работы узла коллекторной линзы и механизмов позиционирования отражателя. Регулировочные ручки или винты осветителя следует регулировать, проверяя результирующее движение коллектора и отражателя, чтобы убедиться, что они перемещаются ожидаемым образом. Сильноточная линия электропередачи, соединяющая блок питания и фонарь, не должна быть обжата (как это может произойти, если линия проталкивается между столом и стеной), так как это может привести к растяжению или ослаблению внутренних проводов и выходу из строя.

ELECTRICAL MUSEUM

8 Click Camp Fire 2 Logs. avi &nbsp &nbsp &nbsp 9 Click Camp Fire 3 Logs.avi &nbsp &nbsp &nbsp 10 Click TECCO Induction Heater Motor MOV&nbsp &nbsp &nbsp 11 Deans Applet &nbsp &nbsp &nbsp 12 New Year 20035 9 AVI Movie 0035 Thyratron — AVI Movie Clock Ticking — AVI Movie Zeta — Clock Motor Operating
——————————–
54.—————————-
53.—————————-
52.———————————————————
51.————–
50.——————————————-
49.———————————————————
48.——————————————-
47.—————————-
46.—————————-
45.———————————————————
44.———————————————————
43.———————————————————
42.——————————————-
41. —————————-
40.————–
39.————————
38.—————————————
37.————————
36.————————
35.————————
34.————————
33.————————
32.————————
31.————————
30.————————
29.————————
28.————————
27.————————
26.————————
25.————————
24.—————————————
23.—————————————
22.—————————————
21.————————
20.————————
19.—————————————
18.————————
17.—————————————
16.————————
15. —————————————
14.————————
13.————————
12.————————
11.—————————————
10.—————————————
9.————————
8.————————
7.————————
6.—————————————
5.————————
4.—————————————
3.————————
2.————————СТАРЫЙ ПРИЛОЖЕНИЕ1—-
1.—————————-

&nbsp&nbsp&nbsp——————————————-

ОБНОВЛЕНО 17.07.2019 —– WebCounter от TrafficFile.com

Ртутные термометры | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице:


В ртутном термометре стеклянная трубка заполнена ртутью, и на трубке нанесена стандартная шкала температур. При изменении температуры ртуть расширяется и сжимается, и температуру можно считать по шкале. Ртутные термометры можно использовать для определения температуры тела, жидкости и пара. Ртутные термометры используются в быту, в лабораторных экспериментах и ​​в промышленности.

Использование ртутных термометров в быту

Обычное использование ртутных термометров в быту включает термометры для измерения температуры, а также термометры для духовок, конфет и мяса.

Термометры лихорадки

Термометры ртутной лихорадки сделаны из стекла размером с соломинку с серебристо-белой жидкостью внутри.Они распространены во многих домашних хозяйствах, школах и медицинских учреждениях. Существует два основных типа ртутных термометров для измерения температуры тела:

  • Оральные/ректальные/детские термометры, содержащие около 0,61 грамма ртути
  • Термометры базальной температуры (используемые для отслеживания незначительных изменений температуры тела), содержащие около 2,25 г ртути
В моем термометре есть ртуть?
  • Если в вашем термометре нет жидкости, например, если он использует металлическую полоску или катушку для измерения температуры (как большинство термометров для мяса), это не ртутный термометр.
  • Если жидкость в колбе термометра любого цвета, кроме серебра, это не ртутный термометр.
  • Если жидкость в термометре серебристого цвета, то она может быть:
    • Меркурий
    • Нетоксичное соединение, похожее на ртуть

Узнайте больше о том, как узнать, есть ли ртуть в термометре для измерения температуры.

Использование ртутных термометров в образовательных и медицинских целях

Ртутные термометры могут использоваться во многих областях, включая химические эксперименты, водные и кислотные ванны, банки крови, печи и инкубаторы.

Промышленное использование ртутных термометров

Ртутные термометры используются в:

  • Электростанции и трубопроводы
  • Химические резервуары и чаны
  • Отопительное и охлаждающее оборудование
  • Пивоваренные заводы, консервные заводы
  • Пекарни, производство конфет
  • Молочные заводы, суда
  • Винодельни и винокурни
  • Котлы для краски

Поэтапный отказ от ртутных термометров в промышленных и лабораторных условиях

Агентство по охране окружающей среды предприняло усилия по сокращению использования заполненных ртутью термометров без температуры, используемых в промышленных условиях, где существуют подходящие альтернативы. В рамках партнерства EPA, разработанного с Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), NIST больше не предоставляет услуги по калибровке ртутных термометров. Вы можете узнать больше о влиянии этого решения в пресс-релизе NIST за февраль 2011 года, в котором объявляется об изменении.

  • Переработка нефти
  • Производство электроэнергии
  • Утилизация отходов полихлордифенила (ПХД)

На сегодняшний день несколько стандартов ASTM были обновлены, чтобы утвердить использование безртутных альтернатив для измерения температуры.Просмотрите список обновленных стандартов ASTM.

Для получения дополнительной информации о поэтапном отказе от использования промышленных ртутных термометров посетите страницу Агентства по охране окружающей среды «Постепенный отказ от ртутных термометров, используемых в промышленных и лабораторных условиях».

Ограничения на продажу ртутных термометров

Некоторые штаты и муниципалитеты приняли законы или постановления, запрещающие производство, продажу и/или распространение ртутных термометров. Это должно помочь устранить угрозу поломки термометра и последующего выброса паров ртути в помещении.По крайней мере 13 штатов – Калифорния, Коннектикут, Иллинойс, Индиана, Мэн, Мэриленд, Массачусетс, Мичиган, Миннесота, Нью-Гэмпшир, Род-Айленд, Орегон и Вашингтон – приняли такие законы. На веб-сайте «Здравоохранение без вреда» представлена ​​информация о конкретных законах штата, постановлениях и декларациях.

Альтернативы ртутным лихорадочным термометрам

В местной аптеке можно приобрести разнообразные точные и надежные безртутные лихорадочные термометры. Наиболее похожими альтернативами термометрам для измерения ртутной лихорадки являются цифровые термометры с питанием от батарей и солнечных батарей.Они похожи на ртутные термометры как по цене, так и по использованию. Все они могут быть использованы орально, ректально или в подмышечной впадине. Вы должны выбрать термометр, который легко использовать и читать.

Если вы выбираете цифровой термометр с батарейным питанием, выберите тот, который содержит сменную батарею. Некоторые из этих термометров не имеют сменных батарей. Батарея представляет собой таблеточную батарею и может содержать небольшое количество ртути, поэтому ее следует утилизировать в рамках программы сбора опасных отходов.Вы можете использовать локатор утилизации ртути Earth911, чтобы найти ближайший к вам центр переработки ртути.

Очистка и утилизация ртутного термометра

Если вы сломаете термометр во время его использования или утилизируете его ненадлежащим образом, из термометра будут выделяться пары ртути, которые вредны для здоровья человека и окружающей среды.

Ртутные дуговые выпрямители


Ртутные дуговые выпрямители (также известные как Cooper-Hewitt или Hewittic выпрямители) широко использовались для обеспечения постоянного тока в приложениях большой мощности. от киловатт до нескольких мегаватт, при напряжении от 110В до 30кВ.Их операция основана на открытии того, что дуга между лужей ртути и металлическим анод позволяет току проходить только в одном направлении. Обычно используют несколько анодов, питается от многофазного трансформатора, дуга перескакивает с катодной ванны на каждый анод в последовательности. Может быть три, шесть или даже двенадцать фаз трансформатора, каждая из которых питает одну анод. В шести- и двенадцатифазных системах использовались трехфазные трансформаторы, соединенные звездой. межфазные трансформаторы между общими соединениями звезды.

Конструкция представляет собой стеклянную колбу, как показано на рисунках ниже, охлаждается внешним вентилятором или водяной рубашкой, или стальным баком для очень больших агрегатов с мощностью свыше 500 ампер.

Для зажигания дуги используется воспламенитель, обычно состоящий из электрод, который можно окунуть в ртутную ванну с помощью внешнего электромагнита. То запальник рисует небольшую искру для ионизации паров ртути, инициируя основную дугу.

Ртутные дуговые выпрямители полностью устарели. полупроводники, хотя некоторые из них все еще используются в старых установках. Я недавно (январь 2002 г.) видел работающую инсталляцию, выставленную в Музее транспорта и Технология в Окленде, Новая Зеландия, где они используют две группы из 4 больших стеклянных MAR для предоставить DC для запуска своего трамвая – вы могли видеть, как интенсивность свечения дуги меняется в интенсивность, как трамвай изменил скорость!

Новинка! Хотите узнать больше? Ознакомьтесь с этими подробными статьями о ртутных дуговых выпрямителях. из старых инженерных публикаций. Смотрите также это объявление для небольшого однофазного МАР «Невитрон».Больше технической информации в этой книге

1964 года.

Инструкции по установке и обслуживанию для Hackbridge & Hewittic MAR Group Ltd.:
Малые лампы с одной лампой 40/100, 100/200 и 100/200ET Большие одноламповые типы ST Групповые лампы типа GT и 1/2GT

Немецкая страница MAR (Кстати, MAR по-немецки «quecksilberdampfgleichrichter»)

Спасибо Джейку Перчесу за этот интересный фрагмент: Я говорил о Меркьюри. Дуговые выпрямители с моим соседом, бывшим инженером-электриком, которому сейчас 85 лет.Одной из его работ была установка дуговых выпрямителей Mercury, и он объяснил мне, как они появились. доставлен вверх ногами, со ртутью, всего кварта, сидел бы в большом стеклянная колба. Он сказал, что хитрость заключается в том, чтобы очень осторожно перевернуть лампочку, чтобы убедиться, что ртуть попадет в базовую крышку, а НЕ в плечи выпрямителя! Если бы ртуть войти в руку, ее вес оторвет ее, и кварта ртути выстрелит повсюду, что иногда случалось. Эта работа была оставлена ​​на опытные парни конечно.Сами MAR будут доставляться в ящиках с расположение гамака таким образом, чтобы лампа MAR висела или подвешивалась, чтобы избежать ударов. Свет от них, конечно, был чрезвычайно ярким и, вероятно, очень сильным в УФ-диапазоне. спектр тоже.

На картинке ниже изображен крошечный ртутный дуговой выпрямитель из моей коллекции стеклянной посуды. от сварщика (диаметр колбы около 4 дюймов). У него был внешний электрод, состоящий из токопроводящее покрытие, большая часть которого отвалилась. Я считаю, что это было использовано в качестве воспламенителя, предположительно с помощью высоковольтного импульса или радиочастотного привода для ионизации паров ртути и инициировать дугу.Если кто-нибудь знает рейтинг этого типа ламп, пожалуйста, дайте мне знать!


Большие ртутные дуговые выпрямители со стеклянной колбой: 3-фазный блок прибл. Высота 18 дюймов, Музей Сименса, Мюнхен. (слева) и 6-фазный выпрямитель, прибл. Высота 36 дюймов, Немецкий музей, Мюнхен.

.


Принципиальная схема установки ртутно-дугового выпрямителя.

 

(слева) Большие 12-фазные выпрямители со стальным баком, каждый из которых обеспечивает 4000 Ампер на 420 В, English Electric Co., (справа) рабочий выпрямитель на выставке в Кембриджском технологическом музее, Великобритания


Спасибо Нику Кэтфорду за изображение ниже, показывающее один из двух MAR, все еще находящихся в эксплуатации (январь 2001 г. ), приводящий в действие лифт в Белсайз Парк, Лондон. Лопасть охлаждающего вентилятора видна сразу под колбой.

Спасибо ‘nasadowsk’ за следующее: В системе метро Нью-Йорка до сих пор используется они в нескольких местах, но преобразуются в твердое состояние.Они также используют механические AC-DC преобразование на некоторых из самых старых (90+ лет) линий. Ряд железных дорог в США экспериментировали с ртутными дугами (обычно называемыми здесь игнитронами*), особенно с вирджинскими, Пенсильвания и Нью-Хейвен. Идея заключалась в том, чтобы использовать общедоступную мощность переменного тока
с частотой 60 Гц вместо 25 Гц, которые требовались для электропоездов переменного тока. в это время. Ранние приложения были грузовыми, но позже они появились и в пассажирских поездах. Новый хейвенские вещи страдали от сложности (поезда должны были поддерживать не только 11 кВ 25 Гц переменного тока накладные расходы, но 600 В постоянного тока на третьем рельсе) и пожары (это плохая реклама и довольно раздражает слишком). В конечном счете, они исправили эти проблемы, но к тому времени твердотельное оборудование было доступный.
Но преимуществ прямоточных локомотивов и поездов не было – Вирджиния обесточена в 60-х, Нью-Хейвен отключил все линии, кроме двух, и PRR так и не перешел на 60 Гц, и в конечном итоге отказались от выпрямителей для всех линий, кроме пригородных. Сегодня только Метро-Север, который теперь управляет бывшей линией New Haven, в полной мере использует преимущества технологии – они преобразован в 60 Гц переменного тока в 1983 году. (Примечание по мощности: в США используется переменный ток 60 Гц вместо 50, как в США). остальной мир)
* Игнитроны представляют собой управляемые ртутно-дуговые выпрямители, которые работают подобно современным тиристоры, использующие триггерный сигнал для управления большим током.Они до сих пор используются в некоторых приложений с очень высокой мощностью.

От Stephan Meyn : Недавно я столкнулся с этим ртутным дуговым выпрямителем. в музее в Кандосе, Новый Южный Уэльс, Австралия. Он использовался для зарядки аккумуляторов для угля. электродвигатели шахты. Как вы можете видеть по человеку рядом с ним, это около 4 футов в размер.

Другой тип малогабаритного ртутно-дугового выпрямителя – Rectigor

Спасибо Энтони Ричардсу за фотографию одного из 28 стальных танков MAR. все еще в эксплуатации (июнь 2002 г.) с двигателями мощностью 1200 л.с. на прокатном стане в Ньюкасле, Австралия.

Спасибо Роберту Рею за эту картинку из старой книги портативного MAR. на базе блока питания постоянного тока. Я подозреваю, что перемещать его во время работы было бы плохой идеей из-за до ртутного плескания о….

Превосходный музей Эмберли недавно приобрел MAR со всем его механизмом управления, сделанным Hackbridge & Hewittic Electric, и планируют привести его в рабочее состояние для демонстрации. Примечательно, что он находился на вооружении до Январь 2005 года, трудовой стаж более 50 лет! Это было частью зарядки аккумулятора система на электроподстанции в Кройдоне (Южный Лондон).

Выпрямитель в шкафу.

Часть ПРА аккумуляторной батареи – полуавтоматическое устройство РПН (эта единица высотой около шести футов). Два огромных соленоида управляют поворотным переключателем, который включает в себя катушки сопротивления, чтобы поддерживать ток, когда переключатель перемещается между контакты.

Инструкции по эксплуатации — щелкните изображение, чтобы увидеть версию в полном разрешении.

 

Тунгар Выпрямители

Это были небольшие газонаполненные выпрямители, используемые для низковольтных приложений. например зарядные устройства.Тот, что изображен ниже, помечен как «Edison-Swan Electric». 68506″. Маленькое черное устройство, показанное внизу, представляет собой современный полупроводниковый прибор. эквивалент!

 

Модель 2537X Автоматический анализатор ртути CVAFS

Важное обновление продукта Tekran 2537A и 2537B

Tekran ® 2537X выполняет непрерывный длительный автоматический анализ газообразной элементарной ртути с непревзойденной точностью, чувствительностью и надежностью.Tekran ® 2537X прост в настройке, использовании и обслуживании и давно известен своей стабильной работой в тяжелых условиях. Наши инструменты были установлены в обоих полярных регионах, на океанских исследовательских судах и в сотнях мест между ними. Как свидетельство долговечности нашей продукции, первые произведенные анализаторы Tekran ® 2537X по-прежнему хорошо работают и предоставляют качественные данные за более чем 15 лет непрерывной работы.

В то время как Tekran ® 2537X обычно предназначен для непрерывного мониторинга окружающего воздуха, легко реализовать и другие приложения.Например, при непрерывном измерении входного и выходного отверстий флюсовой камеры исключительная чувствительность 2537X может быть использована для определения дифференциальной поверхностной эмиссии и скорости осаждения. 2537X чаще всего используется с моделями 1130 и 1135 для непрерывного измерения содержания ртути в атмосфере. 2537X также применялся для изучения и мониторинга технологии контроля ртути, растворенной газообразной ртути, поверхностного потока с помощью градиентных методов, воздуха в помещении, химического состава шлейфа, воздействия воздуха в свободной тропосфере и точечных источников, и это лишь некоторые из них.В случаях, когда ожидаются более высокие концентрации в воздухе, Tekran ® 2537X можно приобрести в альтернативной конфигурации для расширения верхнего диапазона анализатора. Это полезно для промышленного мониторинга и проектов по реабилитации участков, где ожидается, что концентрации ртути намного превысят типичные концентрации в окружающем воздухе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.