55

Для того, щоб педагог зміг освітити всі потрібні питання з теми «Вимір і контроль теплових величин!» йому необхідні такі дидактичні матеріали як план і контурний конспект.

Першим етапом є побудова плану. План - це тезове, граматично вірне віддзеркалення логіки викладання матеріалу.

План

1. Вимір і контроль теплових величин

2. Методи для вимірювання температури

3. Види приборів і їх характеристика для вимірювання температури

• 3.1. Види приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

• 3.2. Конструкція приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

• 3.3. Принципи роботи приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

• 3.4. Характеристика приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

1. Вимір і контроль теплових величин

Контрольно - вимірювальні прилади і інструменти знаходять широке вживання не лише у сфері виробництва але і при експлуатації, діагностиці технічних систем, забезпеченні їх екологічної безпеки.

Різноманіття методів і засобів виміру і контролю, принципів їх дії, налаштування, перевірки і обслуговування викликає необхідність їх систематизації, розгляди найбільш характерних представників контрольний – вимірювальних приладів і інструментів.

2. Методи для вимірювання температури

Температурою - називається статична величина, характерезующая тепловий стан тіла і пропорційна середній кінематичній енергії молекул тіла.

Виміряти температуру безпосередньо неможливо, тому температуру вимірюють побічно - при зміні фізичних властивостей різних тіл, що отримали назву термометричні.

Для виміру температури найбільше поширення наступні методи, які засновані: на тепловому розширенні рідких, газоподібних і твердих тіл (термомеханічний ефект). зміні тиску усередині замкнутого об'єму при зміні температури (манометричні) зміні електричного опору тіл при зміні температури (терморезистори) термоелектричному ефекті використанні електромагнітного випромінювання нагрітих тіл.

3.Види приборів і їх характеристика для вимірювання температури

3.1. Види приборів

Прибори виміру температури, називаються термометрами. Вони підрозділяються на дві великі групи: контактні і безконтактні. Відмінністю між безконтактними і контактними термометрами є діапазон вимірюваних ними температур. Контактні термометри мають діапазон – від -260 до +2200 градусів Цельсія, безконтактні працюють в діапазоні – від 20 до 400 градусів вище за нуль.

Контактний вимір температури. Знайшли широке поширення в практиці контактних вимірів температури. Безконтактний вимір температури. Про температуру нагрітого тіла можна судити на підставі виміру параметрів його теплового випромінювання, що є електромагнітними хвилями різної довжини.

Термометри, дія яких заснована на вимірі теплового випромінювання, називаються пірометрами.

• 3.2. Конструкція приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

• У безконтактній конструкції використовується такі складові: лінза, діафрагма, приймач випромінювання, окуляр, фільтр.

У контактній конструкції використовуються такі складові: Скляна оболонка, шкала, капілярна трубка, запасний резервуар.

• 3.3. Принципи роботи приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

Контактні: принцип їх дії заснований на залежності між температурою і об'ємом термометричної рідини, ув’язненою в скляній оболонці. Рідинний термометр складається із скляної оболонки 1, капілярній трубки 3, запасного резервуару 4 і шкали 2. Термометрична рідина заповнює резервуар і частину капілярної трубки. Вільний простір в капілярі заповнюється інертним газом або з нього віддаляється повітря.

Як термометрична рідина застосовують органі заповнювачі: толуол, етиловий спирт, гас, пентан.

Безконтактні: Принцип дії Радіаційного пірометра промені нагрітого тіла поступають в лінзу 1, яка направляє їх через діафрагму 2 на приймач випромінювання 3. Приймач випромінювання складається з великого числа термопар (термобатарея), гарячі спаї яких виконання у вигляді секторних тонких пластинок. Сигнал з термопар, сполучених послідовно, подається на відліковий пристрій ОУ. Через окуляр 4 з фільтром 5 виробляється наведення пірометра на обьект виміри.

• 3.4. Характеристика приборів для вимірювання безконтактних та контактних теплових величин.

Пірометри повного випромінювання, тип приладу з переломляющей оптичною системою, діапазон виміру 100...2000 градусів, можлива погрішність виміру "+" "-" 1, переваги дешевий і надійний. Недоліки: із скляною оптикою, використаємо лише для високих температур, свідчення залежать від коефіцієнта чорноти. Область використання: прокатні стани, виробництво резино технічних виробів, текстильна промисловість, виробництво кераміки та стекла.

Типом приладу: з оптичною системою діапазон виміру, що відображає -100...2000, можлива погрішність виміру "+" "-" 1, переваги застосовний для дуже низьких температур. Недоліки: Дорожче за пірометр з рефлекторною оптикою. Область використання: целюлозо паперова промисловість, виробництво іскуственних матеріалів, харчова та текстильна промисловість.

Квазімоно хроматичні випромінювання, тип приладу з зникаючою ниттю, діапазон виміру 700...3000 градусів, можлива погрішність виміру 0.5…1, переваги дешевий і надійний. Недоліки: показники приладу залежать від коефіцієнту чорноти; область використання: виробництво сталі та стекла.

Пірометри спектрального розподілу, тип приладу: пірометр зрівняння. Діапазон виміру: 1000…2000 градусів, можлива погрішність виміру: 1…1.5, переваги: одночасно вимірюються дійсна та яскраву температури, недоліки: дорогий прилад з ручним урівноваженням, оператор повинен вміти добре розрізняти кольори; область використання: доменні печі, розлив сталі, що обертаються печі.

Тип приладу: пірометри спектрального відношення; діапазон виміру: 800…2500 градусів; можлива погрішність виміру: 1…1.5; переваги: автоматичний прилад, показання не залежать від коефіцієнта чорноти; недоліки: велика ціна; область використання: доменні печі, розлив сталі, що обертаються печі.

Металеві термометри розширення: тип приладу: дилатометричні: діапазон виміру: 0…1000; можлива погрішність виміру: "+" "-" 5; переваги: дешеві, надійні, малий час реагування, дуже великі перестановочні зусилля; недоліки: мала точність, велика інерційність; область використання: температурні вимикачі.

Тип приладу: біметалеві: діапазон виміру: 0…500; можлива погрішність виміру: "+" "-" 5; переваги: дешеві, надійні, великі перестановочні зусилля; недоліки: мала точність; область використання: оцінюваний контроль температури, температурні вимикачі.

Жидкові термометри: тип приладу: Жидкові скляні; діапазон виміру: -55…+600; можлива погрішність виміру: "+" "-" 1; переваги: дуже дешеві; недоліки: мала механічна порочність, немає дистанційності.

Тип приладу: Жидкові манометричні: діапазон виміру: -30….+600; можлива погрішність виміру: "+" "-" 1; переваги: дешеві, надійні, не потребують зовнішніх джерел живлення, дистанція до 50м, великі перестановочні зусилля; недоліки: температура з’єднувального капіляру впливає на показники приладу; область використання: промислові термометри, термореле.

Тип приладу: конденсаційні манометричні: діапазон виміру: 0…400; можлива погрішність виміру: "+" "-" 1; переваги: дешеві, надійні, не потребують зовнішніх джерел живлення, дистанція до 50м, великі перестановочні зусилля; недоліки: нелінійна статична характеристика; область використання: промислові термометри, термореле.

Газові термометри: тип приладу: з гелієвим наповнювачем; переваги: принцип вимірювання співпадає визначенню термодинамічної температури; недоліки: мала механічна міцність, велика трудомісткість процесу вимірювання; область використання: перевірочні роботи.