3. Манометрические термометры

Манометрический термометр – прибор, действие которого основано на использовании зависимости между температурой и давлением термометрического вещества (газа или жидкости). Известны четыре разновидности манометрических термометров: газовые, заполненные азотом, жидкостные (ртуть); конденсационные или парожидкостные (хлористый метан и др.) и адсорбционные (углекислый газ).

Основные характеристики манометрических термометров приведены в табл. 4. Конструктивно манометрический термометр (рис. 49) представляет собой герметическую систему, состоящую из металлического термобаллона 3, соединенного капиллярной трубкой 2 с манометром 1, который имеет шкалу, градуированную в градусах Цельсия.

В термометрах с газовым наполнителем используется физическая зависимость давления газа, заключенного в замкнутом объеме, от температуры. Эти термометры имеют низкий температурный коэффициент давления (р = Р₀/273°, Па/К). Они чувствительны к изменению барометрического давления и температуры. Для уменьшения влияния барометрического давления термометр заполняют газом при давлении 1 МПа и выше.

Таблица 4

Характеристики манометрических термометров

Тип	Термометрическая среда	Пределы измерения, С	Размеры термобаллона, мм		Длина капилляра, м
			Диаметр	Длина
Газовый	Осушенный азот	–150 ... +660	20	125–400	0,6–60
Жидкостный	1. Органические жидкости: мети­ловый спирт, ксилол 2. Ртуть	–80 ... +320	12	18–240	0,6–10
Конденсационный	Фреон-22, про­пилеи, хлорис­тый метан и т.п.	–50 ... +300	16	78	0,6–25
Адсорбционный	Адсорбат: углекислый газ, этан и азот Адсорбент – активированный уголь	–150 ... +60	10	18–60	0,6–10

Рис. 49. Манометрический термометр

В термометрах с жидким наполнителем используется изменение объема жидкости с изменением ее температуры. Изменение объема характеризуется коэффициентом объемного расширения.

При изменении температуры контролируемого объекта изменяется давление в замкнутой системе. Например, манометрической пружиной давление преобразуется в перемещение стрелки прибора. В манометрических термометрах пружины выполняют, как правило, в виде металлической (сталь, латунь или бронза) изогнутой трубки, имеющей либо овальное сечение, либо сечение в форме восьмерки с двумя каналами каплевидной формы и незажатым средним участком. Такая форма повышает механическую прочность пружины и увеличивает внутренний объем, что уменьшает дополнительную температурную погрешность, обусловленную изменением температуры окружающей среды. Термобаллон изготовляют из латуни или нержавеющей стали. Если латунь уменьшает тепловую инерцию термометра, то нержавеющая сталь обеспечивает коррозионную стойкость. Металлический капилляр обычно изготовляют из медной или стальной трубки с внутренним диаметром 0,15 ... 0,25 мм и наружным диаметром 2,5 мм. Для защиты от механических повреждений капилляр с внешней стороны покрывают металлической оплеткой.

Тип прибора определяет и размеры термобаллона. Они наименьшие у жидкостных термометров и наибольшие у газовых.

Манометрические термометры выпускают трех видов: показывающие, регистрирующие (с ленточными и дисковыми диаграммами) и комбинированные. Первые два вида могут оснащаться электрическими контактными устройствами, предназначенными для сигнализации и позиционного регулирования. Регистрирующие приборы выпускают с электрическим или пневматическим приводом, а также с часовым механизмом. В последнем случае манометрические термометры взрывобезопасны.

Распространение манометрических термометров несколько ограничивается высокими требованиями к герметичности системы и трудностью ремонта в случае ее разгерметизации. До последнего времени в промышленности широко применяют показывающие манометрические термометры типа ЭКТ. В связи с тем, что приборы этого типа страдают рядом недостатков, их заменяют в настоящее время на приборы типа ТПГ-С (ТПП-С), которые более совершенны. Эти приборы оснащены контактными устройствами.

Манометрические термометры применяют для контроля температуры охлаждающей воды в установках для обработки холодом; температуры воздуха, жидкого и газообразного топлива в установках для получения защитных атмосфер, используемых в термических печах и т. п.