7.5 Манометрические термометры Манометрические термометры

В зависимости от заполняющего вещества манометрические термометры делятся на газовые, парожидкостные и жидкостные.

Термобаллон манометрического термометра помещают в измеряемую среду. При нагреве термобаллона внутри замкнутого объема увеличивается давление, которое измеряется манометром. Шкала манометра градуируется в единицах температуры. Капилляр (обычно латунная трубка внутренним диаметром, составляющим доли миллиметра) позволяет удалить манометр от места установки термобаллона. Капилляр по всей длине защищен оболочкой из стальной ленты. Манометрические термометры могут применяться во взрывоопасных помещениях. При необходимости передачи результатов измерений манометрические термометры снабжают промежуточными преобразователями с унифицированными выходными пневматическими или электрическими сигналами.

Наиболее уязвимыми в конструкции манометрических термометров являются места присоединения капилляра к термобаллону и манометру. Поэтому монтировать и обслуживать такие приборы следует осторожно.

Принцип действия основан изменении давления газа, жидкости или насыщенного пара в замкнутом объеме в зависимости от температуры. K= 1 ; 1.5

Достоинства: передача показаний на расстояния; взрывобезопасность;

Недостатки: громоздкость; ремонтонепригодность.

1. газовые ТМГ (-200600ºC), среда – гелий, азот, аргон.

(+) не влияет атмосферное давление, т.к. оно много меньше внутреннего.

1. термобалон

2. капиляр

3. манометр

2. жидкостные (-50300ºC), кремнийорганическая жидкость ПМС.

Погрешности: изменение температуры окружающей среды; гидростатическая погрешность (разный уровень расположения термобалона и измерительного прибора).

(-) влияет t_окр из-за сжимаемости, но жидкость внутри практически не сжимаема.

3. парожидкостные или конденсационные (-25300ºC)

основаны на зависимости давления насыщения от температуры → нели­нейная шкала, среда – хлористый этил или метил, спирт, ацетон.

Не влияет t_окр, только p_окр. Есть гидростатическая погрешность (разный уровень расположения термобалона и измерительного прибора).При малом давлении в термосистеме может быть барометрическая погрешность.

7.6 Дилатометрические термометры

Дилатометрический термометр. Простейший принцип измерения температуры – это  использовать удлинение металлического стержня, рассчитываемое по уравнению

г де   длина стержня (м) в первоначальном состоянии, при О ⁰С и при температуре   (⁰С);  - коэффициент линейного температурного расширения материала стержня, м/(м·К). Этот коэффициент в той или иной степени (в зависимости от материала) зависит от температуры, т.е. непостоянен:  = f(). Обычно в качестве чувствительного элемента дилатометрического термометра используют трубку из металла с возможно более высоким  (например, из латуни), внутри которой концентрично распола­гается стержень из материала с возможно более низким , например, из инвара, фарфора, кварца. На рис. 14.2 представлена схема дилатометрического термометра  с чувствительным элементом в виде отрезков проволоки.

Диапазон измерений составляет примерно 0 - 1000 ⁰С. Большая длина чувствительных элементов таких термометров не позволяет определять с их помощью температуру в отдельных точках; они показывают температуру, усредненную по всей длине.

Дилатометрические термометры часто используют там, где требуются большие усилия в исполнительном механизме, например в регуляторах температуры прямого действий, поскольку для компенсации температурного расширения стержня его упругим сжатием согласно закону Гука требуется весьма большое усилие.