Термометры расширения (жидкостные, манометрические)
Понятие о температуре. Методы измерения температуры.
Температура – это степень нагретости тел
Измеряется °К, °С, °F
Термометры, пирометры
Термометры расширения Т---V
Манометрические термометры Т----V (жидкостные, газовые, парожидкостные)
Датчики : термосопротивления Т---R, термопара Т---E
Пирометры Т--- интенсивность излучения.
Температурой называется физическая величина, характеризующая степень нагретости тела. Это понятие связано со способностью тела с более высокой температурой передавать свою теплоту телу с более низкой температурой до тех пор, пока их температуры не сравняются. Одновременно с изменением температуры тел меняются и их физические свойства.
Приборы для измерения температуры классифицируют в зависимости от того, какой метод измерения положен в основу их конструкции: контактный (метод непосредственного соприкосновения измерительного прибора с измеряемой средой) и неконтактный (метод, основанный на расположении измерительного прибора на расстоянии от измеряемой среды).
К приборам, основанным на контактном методе измерений, относятся жидкостные стеклянные термометры, термометры расширения твердых тел, манометрические термометры, термоэлектрические термометры (термопары), термопреобразователи (термометры) сопротивления. Термометры расширения твердых тел применяют реже других приборов.
К приборам, основанным на неконтактном методе измерений, относятся пирометры излучения.
Термометры расширения (жидкостные, манометрические)
Жидкостные стеклянные термометры (рис. 5) состоят из двух основных частей: резервуара 1 с термометрической жидкостью и соединенной с ним капиллярной трубки 2 (капилляра). Сзади капилляра расположена пластинка 3 из молочного стекла, на которой нанесены деления шкалы.
Термометрическая жидкость заполняет резервуар и часть капилляра, представляющего собой тонкую стеклянную трубку.
При измерении температуры объем жидкости изменяется, вследствие чего столбик жидкости в капилляре поднимается или опускается пропорционально изменению температуры. Положение верхней части (мениска) столбика жидкости определяет измеряемую температуру.
Для технических стеклянных термометров (ГОСТ 9177— 74) в качестве термометрической жидкости используют толуол (для измерения температур от —90 до 30°С), ртуть (от —30 до 500°С), полиэтилсилоксан, керосин или другие органические жидкости (от —60до200°С).
В промышленных условиях стеклянные термометры с ртутным заполнением устанавливают в оправах для предохранения их от механических повреждений. Промышленность выпускает оправы нескольких видов: допускающие непосредственное соприкосновение резервуара термометра с измеряемой средой (их применяют при давлениях измеряемой среды, близких к атмосферному) и изолирующие резервуар термометра от непосредственного соприкосновения с измеряемой средой.
Достоинства стеклянных жидкостных термометров — простота употребления и достаточно высокая точность измерения.
Недостатки - малая механическая прочность (хрупкие); плохая видимость шкалы и трудность отсчета, невозможность автоматической записи показаний и передачи их на расстояние; невозможность ремонта; большая инерционность; плохая видимость ртути в капилляре.
В зависимости от назначения и области применения стеклянные жидкостные термометры подразделяют на лабораторные и технические.
Манометрические термометры (рис. 7, а) подразделяют на жидкостные, парожидкостные и газовые. Чувствительным элементом у них служит пружина, упругая деформация которой зависит от измерения объема (в жидкостных термометрах) или давления (в парожидкостных и газовых термометрах) рабочего вещества в замкнутой системе под действием температуры.
В жидкостном термометре термобаллон 7 цилиндрической формы, металлическая капиллярная трубка 2 и трубчатая манометрическая пружина 3 образуют замкнутую систему. В измеряемую среду помещают термобаллон, полностью заполненный термометрической жидкостью. При повышении температуры измеряемой среды в термобаллоне образуется избыточный объем жидкости, который поступает в манометрическую пружину. Увеличение объема в замкнутой системе приводит к росту давления, отчего манометрическая пружина стремится выпрямиться, ее свободный конец перемещается и через систему рычагов и зубчатых колес перемещает стрелку 4 по шкале 5. По положению стрелки судят о измеряемой температуре.
В парожидкостных термометрах термобаллон частично заполнен термометрической жидкостью с низкой температурой кипения (ацетон, метил-хлорид). Остальная часть системы заполнена насыщенными парами этой жидкости. Давление насыщенного пара изменяется в зависимости от температуры и передается на трубчатую пружину по капилляру посредством сконденсировавшейся жидкости. Давление насыщенных паров изменяется не пропорционально температуре, поэтому у парожидкостных термометров шкала неравномерная.
В газовых термометрах вся система заполнена инертным газом (азотом, гелием). Изменение температуры вызывает в таком термометре изменение давления инертного газа при постоянном его объеме в замкнутой системе (термобаллон—капилляр— трубчатая пружина). Чем выше температура, тем большим будет давление газа в системе, вследствие чего трубчатая пружина, стремясь выпрямиться, будет поворачивать через систему рычагов стрелку по шкале.
Давление жидкости и инертных газов возрастает пропорционально увеличению температуры, поэтому шкалы жидкостных и газовых термометров равномерные.
Достоинством манометрических термометров являются: возможность дистанционного измерения температуры без использования дополнительной энергии, сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.
К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая механическая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, значительная инерционность.
Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 4173;