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Zur Meßtechnik für die Sicherheitsbeurteilung und -überwachung von Spannbeton-Reaktordruckbehältern
(1978)
Die Probleme der Messtechnik für Spannbeton-Reaktordruckbehälter (SBB) lagen vor allem darin, daß die Meßwertaufnehmer bis zu 30 Jahren bei hohen Temperaturen bis zu 350 °C und unter merklichem Kernstrahungseinfluß zeitlich stabil sein müssen. Als besonders aussichtsreiches Verfahren wurde ein fluidisches Meßsystem entwickelt und untersucht, und zwar ein mit Luft oder Edelgas betriebenes Düse-Düsennadel-System mit der entsprechenden Signalverarbeitung. -Bei den elektrischen Verfahren konnten die Untersuchungen auf die Messwertaufnehmer konzentriert werden. Es wurden folgende Aufnehmer auf ihr Zeit-Temperatur-Verhalten hin untersucht: Aufschweißbare, vollständig gekapselte Hohtemperatur-Dehnungsmeßstreifen, induktive und Transformator-Wegaufnehmer sowie aufschweißbare kapazitive Dehnungsaufnehmer mit Abstandfühler. -Zum Kernstrahlungseinfluss wurde aus der Literatur der Stand der Technik erarbeitet. Für Werkstoffuntersuchungen an Betonwürfelproben wurden ein besonderer Innendehnungsaufnehmer und ein Meßsystem zur Erfassung der Querdehnungsverteilung entwickelt. -Zur Instrumentierung der SBB selbst wurde das Problem des Störeinflusses von Messhohlräumen im Beton an der Dichthaut, wie sie für Messungen an der Dichthaut notwendig sind, gelöst. -Zur Ermittlung der Betonbeanspruchung wurde eine bestehende Theorie über die Anzeigefehler von Spannungs- und Dehnungsaufnehmern im Innern von Beton erweitert und das hydraulische Kompensations-spannungsmessverfahren mit dem Ziel seiner Weiterentwicklung näher untersucht. -Zum Problem der Feuchtigkeitsmessung in Beton wurde geklärt, welche Art Feuchtgröße am ehesten kennzeichend ist, und es wurden Versuche zur Entwicklung eines kapazitiven Messverfahrens durchgeführt. -Zur Gesamtverformungsmessung wurde ein universell einsetzbares Bodenzugsystem entwickelt. -Zur Messung der Spannkräfte in den Spannsystemen wurden magnetoelastische Transformator-Kraftaufnehmer untersucht. -Schließlich wurden einige Meßsysteme im Versuchseinsatz erprobt.
Die Oberflächentemperatur von Spaltrohren wurde im Temperaturbereich um 800°C durch Erdgas- bzw. Heizölflammen (Temperatur ca. 950°C) hindurch gemessen. Anhaltswerte wurden mit einer Vorrichtung zum Andrücken eines Thermoelementes gewonnen. Mit einem Teilstrahlungspyrometer und einem Flammenkorrektur-Verfahren konnte eine Messunsicherheit von ±15 K erreicht werden.
The surface temperature of tubes (about 800°C) had to be measured through flames of natural gas or heating oil (temperature about 950°C). A good approximation was derived by pressing a thermocouple against the tubes. With a partial radiation pyrometer and a special flame correction the temperature of the tubes could be measured with an uncertainty of ±15 Kelvin.
Während der Temperaturmessung mit einem Thermoelement entstehen zusätzliche Thermospannungen an den Leitungsverbindungen zwischen Thermoelement und angeschlossenem Messgerät. Das gilt auch für das Kalibrieren eines Thermoelement-Messgerätes mit einer Kalibrier-Spannungsquelle. So besteht oft Unklarheit über die tatsächlichen Spannungs-Verhältnisse im Messkreis. Deshalb werden hier für Temperaturmessungen mit Thermoelementen und angeschlossenen Messgeräten mit und ohne Anschlussklemmentemperatur-Kompensation die auftretenden Thermospannungen aufgezeigt. Das wurde auch für die Kalibrierung derartiger Messgeräte getan. Dabei werden die Thermospannungs-Kompensationsmaßnahmen in den unterschiedlichen Mess- und Kalibriergeräten erläutert. Aus den Schaltskizzen ist die Art der anzuwendenden Verbindungsleitungen zu ersehen. Wir wollen damit eine Hilfe für die richtige Ausführung derartiger Messungen in der Praxis geben.
Abstract
During the temperature measurement by means of a thermocouple additional thermal voltages are generated at the connections between thermocouple and connected measuring device. This also is valid for the calibration of a thermocouple measuring device by means of a calibration voltage source. This often leads to vagueness with regard to the real voltage conditions within the measuring circuit. Therefore it is shown which are the generated thermal voltages that appear during temperature measurements with thermocouples and connected measuring devices with and without connecting clamp temperature compensation. The same is done for the calibration of these measurement devices. The compensation circuits within the different measuring and calibration devices are explained. The kind of necessary connecting cables is related to respective circuit diagrams. This publication aims to give assistance for carrying out such measurements correctly in practice.