Биметаллические и дилатометрические термометры расширения.

У биметаллического термометра в качестве чувствительного элемента используется двухслойная пластина, состоящая из металлов с существенно различными температурами коэффициентами линейного расширения: латуни и инвара.

При увеличении температуры свободный конец пластины будет изгибаться в сторону металла с меньшим коэффициентом и по величине этого изгиба судят об изменении температуры.

Большие величины перемещений свободного конца имеют биметаллические термометры, у которых чувствительный элемент выполнен в виде спирали: плоской или винтовой.

Биметаллический термометр состоит из защитного чехла, погруженного в измерительную среду; винтовой спирали, помещающий в чехол, и выполненной в виде двух спаянных между собой металлических полосок. Один конец спирали не подвижно закреплён в чехле, а свободный конец соединен со штоком. Шток обеспечивает перемещение стрелки относительно шкалы, расположенной в корпусе с защитным стеклом.

Биметаллические термометры используются как термореле в системах сигнализации и автоматического регулировании, а так же в качестве температурных компенсаторов в измерительных устройствах.

Дилатометрический термометр состоит из корпуса, внутри которого расположен чувствительный элемент, состоящий из компенсационной трубки и стержня, выполненного из материала (инвар, кварц) с небольшим температурным коэффициентом линейного расширения по сравнению с корпусом чувствительного элемента (латунь, коррозионностойкая сталь). Стержень через трубку и толкатель с помощью пружины постоянно поджимается к нижнему концу корпуса чувствительного элемента. Между стержнем и компенсационной трубкой расположен шарик, исключающий между ними появление люфта, и компенсационная трубка выполняется из того же материала, что и корпус чувствительного элемента, и предназначен для исключения температурной погрешности при установке на объектов с различной толщенной изоляции.

Действие данного устройства основано на изменении разности удлинений чувствительного элемента и стержня пропорционально приращению температуры измерительной среды. Полученное приращение преобразуется в преобразователе, усиливается и поступает на регистрационный прибор.

Манометрические термометры.

Принцип действия основан на исполнении зависимости между температуры и давлением термометрического вещества (газ, жидкости), заполняющего герметически замкнутую термосистему данного устройства.

Принципиальная схема показывающего манометрического термометра показана рисунке 3. Термометр состоит из термобаллона 1, капилляра 2 и манометрической пружины 3. Капилляр соединяет термобаллон с неподвижным концом манометрической пружины. Подвижный конец пружины запаян и через шарнирное соединение 4, поводок 5, сектор 6, связан со стрелкой прибора 7.

При погружении термобаллона в среду, температура которой контролируется, изменяется давление термометрического вещества в замкнутой термосистеме, т.е. в системе с постоянным объёмом.

Чувствительный элемент манометрическая пружина – деформируется, и её свободный конец перемещается. Данное изменение положения пружины преобразовывается в соответствующее перемещение регистрирующей стрелки относительно шкалы прибора. Поперечное сечение манометрической пружины, выполненной из металлической изогнутой трубки (сталь, латунь, бронза), либо овальное, либо сложной формы с пережатым средним участком и с двумя каналами каплевидной формы уменьшает внутренний объём и снижает дополнительную температурную погрешность, связанную с изменением температуры окружающей среды. Биметаллическая пружина 8 служит для уменьшения влияния изменений температуры окружающей среды.

Цилиндрический баллон изготавливают из коррозионностойкой стали; капилляр, выполняется в виде медной или стеклянной трубки и помещается в защитную металлическую оболочку.

Манометрические термометры по виду термической жидкости делятся на:

1. Газовые или жидкостные. В них термосистема заполнена тем или иным веществом, имеющим газообразную или жидкую форму.

2. Конденсационные. В них только термобаллон заполнен низкокипящей жидкостью и её насыщенными парами, а в остальной части термосистемы находится либо насыщенные пары данной жидкости, либо специфическая жидкость для передачи давления из термобаллона в манометрическую пружину.

Манометрические термометры применяют для контроля температуры охлаждённой воды, воздуха, жидкого газообразующего топлива, на установках для получения защитного газа, в металлических печах, кислородных станциях и т.п.