П2.7. Теплотехнические измерительные приборы

Ртутные термометры применяются для измерения температур от –25 до +500°С. Термометры с органическими жидкостями (спирт, толуол, нитролейный эфир и т. д.) применяются для измерения низких температур (до –200°). Следует применять технические термометры длиной 10–15 см. Так как молочное стекло, на котором нанесены деления, находится за капиллярной трубкой термометра, то правильность отсчета показаний термометра зависит от правильного положения глаз наблюдателя по отношению к шкале и концу ртутного столбика в капиллярной трубке. При правильном положении глаз деления на шкале и наблюдаемые через капилляр видны прямыми – без изгиба. Если же положение глаз неверно, то деления кажутся изогнутыми.

Для более точного измерения температур применяются термопары. Наиболее подходящими металлами для изготовления термопар являются медь и константан. Прежде чем приступить к изготовлению термопар, надо убедиться в однородности проводов и постоянстве их термоэлектрических свойств. С этой целью исследуемые провода, концы которых присоединены к чувствительному гальванометру, протягиваются постепенно через нагретую фарфоровую трубку. При прохождении мест с неоднородной структурой гальванометром будут обнаружены отклонения, по величине которых и можно судить об однородности и пригодности проводов. Неоднородные места необходимо вырезать и в дело не употреблять. Нельзя употреблять для изготовления термопар слишком тонкие константановые провода, так как сопротивление 1 м такого провода диаметром около 0,1 мм равно приблизительно 60 Ом. Как константановые, так и медные провода лучше всего употреблять в обмотке, что позволит дальше значительно улучшить их изоляцию.

В настоящее время промышленность выпускает провода следующих марок: ПЭШО – провод эмалированный с шелковой одинарной изоляцией, ПШД, ПШДК – провода с шелковой двойной изоляцией. Наличие буквы К указывает, что провод константановый; отсутствие – медный. Предпочтительно иметь провод марок ПШД и ПШДК.

Прежде чем приступить к пайке константановых и медных проводов, надлежит тщательно их покрыть 2-3 раза спиртовым раствором шеллака, хорошенько просушивая после каждого покрытия. Зачистив концы константановых и медных проводов от изоляции не больше чем на 5 мм, тщательно спаивают их. Для пайки следует применять только чистое олово и канифоль. Нельзя сваривать провода, так как сварка нарушает однородность материала. Надежность и продолжительность работы термопары зависит от тщательности проведения изоляции. Лучше продеть отдельные ветви термопар в резиновые трубочки. Кроме растворов шеллака, который является лучшим и в то же время тонким изолятором, можно применять раствор целлулоида в ацетоне, бакештовый и карболитовый лаки, нитрокраски и эмалевые краски.

Задачей градуировки является выявление зависимости силы тока в цепи термопары от разности температур двух спаев термопары: нулевого, находящегося как во время градуировки, так и во время работы при одной и той же известной температуре, и рабочего спая. Для нулевого спая лучше всего использовать тающий снег в сосуде Дюара шаровидной формы: обеспечив постоянство температурных условий у нулевого спая, с такой же тщательностью обеспечивают при помощи сосуда Дюара,- наполняемого водой, различные температурные условия.

При добавлении к тающему снегу или льду различных охладительных добавок (на 100г льда или снега) можно добиться следующих температур:

Таблица П2.5.

Температуры, достигаемые при различных охладительных смесях

Градуировку термопары следует проводить по тому гальванометру, которым будут осуществляться замеры. Проводить градуировку рабочего спая термопар на отрицательные температуры можно, пользуясь охлажденным спиртом или другой незамерзающей жидкостью. Лучше пользоваться охладительными смесями снега или толченого льда с различными солями или криогидратами.