Методы измерения температур. Термометры расширения

Методы измерения температуры. Термометры расширения. Температура является важным параметром, определяющим не только протекание технологического процесса, но и свойства вещества. Для измерения температуры используют различные первичные преобразователи, отличающиеся способом преобразования температуры в промежуточный сигнал. Существуют десятки различных устройств, применяемых в промышленности, при научных исследованиях, для специальных целей. Наибольшее применение получили следующие первичные преобразователи: термометры расширения, манометрические термометры, термометры сопротивления, термопары и пирометры излучения. Все они, за исключением пирометров излучения, в процессе эксплуатации находятся в контакте с измеряемой средой. Действие термометров расширения основано на изменении объема жидкостей и твердых тел при изменении температуры. Из термометров расширения наиболее широко применяют жидкостные стеклянные термометры. Жидкостный термометр состоит из стеклянных баллона и капиллярной трубки. Термометрическое вещество заполняет баллон и частично капиллярную трубку. В качестве термометрического вещества чаще всего применяют химически чистую ртуть. Она не смачивает стекла и остается жидкой в широком интервале температур. Кроме ртути в качестве термометрического вещества в стеклянных термометрах применяются и другие жидкости, преимущественно органического происхождения. Например, метиловый и этиловый спирт, керосин, пентан, толуол, галлий, амальгама таллия. Основные достоинства стеклянных жидкостных термометров - простота употребления и достаточно высокая точность измерения даже для термометров серийного изготовления. К недостаткам стеклянных термометров можно отнести: плохую видимость шкалы (если не применять специальной увеличительной оптики) и невозможность автоматической записи показаний, передачи показаний на расстояние и ремонта. К термометрам расширения также относятся биметаллические термометры. Принцип действия биметаллического термометра основан на зависимости деформации чувствительного элемента от измеряемой температуры. В качестве чувствительного элемента используется биметаллическая пружина. Биметаллическая пружина изготавливается из двух прочно соединенных металлических пластин, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения. При изменении температуры пружина изгибается и вращает стрелку термометра. Биметаллические термометры используются для измерений температуры жидкостей и газов в отопительных и санитарных установках, в системах кондиционирования и вентиляции, а также для измерений температуры сыпучих и вязких сред в пищевой промышленности.