Авиационные термометры

Приборы, с помощью которых измеряется температура, называются термометрами.

Одной из основных величин характеризующих режим работы авиационных силовых установок с турбовинтовым, турбореактивным двигателями, является температура (масла, стенки трубопровода противообледенительной системы, газов в реактивном сопле, воздуха в кабине и вне ее).

По назначению термометры авиационных двигателей можно разделить на следующие основные виды, отличающиеся диапазонами измерения:

а) термометры для измерения температуры выходящих газов в газотурбинных двигателях (ГТД) с верхним пределом измерения до 900-1200°С;

б) термометры для измерения температуры головок цилиндров поршневых двигателей до 350°С;

в) термометры для измерения температуры масла, воды, воздуха до 150°С.

По показаниям данных термометров судят о тепловом состоянии двигателя. Всякий двигатель внутреннего сгорания развивает номинальную мощность (тягу) только при некоторой определенной температуре. При температуре ниже установленной двигатель переохлаждается и большая часть тепловой энергия будет затрачиваться не на полезную работу, а на нагрев деталей двигателя.

У перегретых двигателей ухудшается смазка, увеличивается износ трущихся деталей, все это приводит к потере мощности (тяги), а иногда - к выходу двигателя из строя, пожару.

Основной температурой среды является термодинамическая температура (символ Т), единицей которой служит кельвин (сим­вол К). Термодинамическая температу­ра может быть выражена также температурой Цельсия (символ t)

t = T - 273,15 К

Единицей для выражения температуры Цельсия является гра­дус Цельсия (символ °С), размер которого равен размеру кельвина.

Классификация термометров по принципу действия:

Термометры расширения основаны на зависи­мости удельного объема вещества от температуры:

-жидкостный дилатометрический; (дилатометрия - метод определения расширяемости различных тел от нагревания, который может быть использован для нахождения критических точек металлов и сплавов.)

-биметаллический;

-манометрический.

Термометр сопротивления основан на зависимо­сти сопротивления термопреобразова­теля от температу­ры.

Термоэлектрический термометр основан на зависи­мости термоэлект­родвижущей силы термопары от тем­пературы.

Пирометр основан на зависи­мости теплового электромагнитного излучения тела от его температуры.

Наиболее широкое применение в авиации нашли биметаллические термометры сопротивления, электрические и термоэлектрические.

Биметаллические термометры

Принцип действия биметаллического термометра основан на свойстве двух сваренных по всей длине пластин с различными коэффициентами линейного расширения изгибаться при изменении температуры. При нагревании на Δt = t - t_о происходит перемещение свободного конца биметаллической пластины.

Биметаллические приборы нашли применение в авиации для измерения температуры воздуха в кабине экипажа (ТВ-45), темпе­ратуры наружного воздуха за бортом вертолетов (ТНВ-45) или в качестве датчиков в системах регулирования температуры.

Достоинством биметаллических термометров является простота конструкции и надежность работы. Существенный недостаток термометров —значительная инерционность (до 6 мин).

Электрические термометры сопротивления

Терморезисторы в зависимости от температуры (в ограниченных пределах) изменяют свое сопротивление прямо пропорционально, что вид­но из формулы:

R = R_o{1+a(t-t₀)}

Где: R_o - сопротивление при начальной температуре, °С;

а - температурный коэффициент сопротивления (ТКС);

t - измеряемая температура, °С;

t₀ начальная температура °С;

Термометр сопротивления унифицированный ТУЭ-48

ТУЭ-48 предназначен для дистанционного измерения температуры нейтральных жидкостей и газов.

Приемник П-1 это теплочувствительный элемент (ТЧЭ).

Принцип действия термометра основан на изменении термосопротивления прямо пропорционально изменению температуры с последующим измерением его двойным неуравновешенным мостом постоянного тока.

Электрический моторный индикатор ЭМИ-ЗРТИС

ЭМИ-ЗРТИС предназначен для дистанционного измерения высокого давления перед форсунками авиадвигателя, масла на входе в авиадвигатель и температуры масла, на выходе из него. Комплекс состоит из 3-стрелочного указателя УИЗ-3, индуктивного датчика ИД100-3 серии (давления топлива), индуктивного датчика ИД-8 (давления масла), приемника температуры П-1, (температуры масла).

Термоэлектрические термометры

Температура газов в реактивном сопле достигает 900-1200°С.

Принцип действия термопары основан на использовании явления термоэлектричества. В месте спая двух разноименных проводников (термоэлектродов) имеет место переход свободных электронов из одного проводника в другой, т. е. в месте спая образуется разность потенциалов, называемая ЭДС контакта. Значение этой ЭДС зависит от материала термоэлектродов и температуры места спая.

Термопарой называется замкнутая цепь, образованная термоэлектродами. Значение ЭДС термопары определяется по формуле:

E_Т = E_ГС - E_ХС = K(t_{r c}- t_xc)

Где Ет - эдс термопары;

К - коэффициент пропорциональности, зависящий от материала термоэлектродов и его геометрических размеров;

trc, txc-температура горячего и холодного спаев.