Един от най-важните физически параметри, които най-често се изучават, наблюдават и коригират, независимо дали става въпрос за ежедневието на човек, производствените цикли или лабораторни изследвания, е температурният индикатор. В зависимост от свойствата, техническите характеристики и определящия механизъм на работа, има определена класификация на устройствата за измерване на температура в отделни типове: конвенционални течни устройства или сложни, усъвършенствани електронни и лазерни измервателни уреди, които са достойна алтернатива на познатия домакински термометър. Разбира се, мястото на приложение на такива устройства е основен и решаващ фактор.
Видове инструменти за измерване на температура
Устройствата за извършване на необходимите изследвания, включително уред за измерване на температурата на въздуха, се различават по конструкция, както и по принципа на действие, койтоизползвани за измервания. Достатъчно широко използване в контактни и дистанционни термометри, иначе наречени пирометри. В допълнение, класификацията на уредите за измерване на температура групи:
- Стъклени и метални течни разширителни термометри, работещи върху свойството да променят обема на телата при различни температури. Обхватът им на действие е от -190 до +500 °С.
- Манометрични термометри, които използват връзката между променящата се температура на газообразно вещество, поставено в затворен обем, и налягането. Работете при стойности от -160 до +600 °C.
- Термометрите за електрическо съпротивление работят, като разчитат на способността на проводящите материали да променят електрическото съпротивление, докато се нагряват и охлаждат. Ефективен при температури от -200 до +650 °С.
- Термоелектрически преобразуватели - термодвойки. Участват в диапазона от 0 до +1800 °C. Тези уреди за измерване на температура използват свойството на два различни метала и метални сплави да генерират електродвижеща сила, когато температурата на връзката се промени.
- Уред за определяне на температура от +100 до +2500 °С - радиационен пирометър (фотоелектричен, оптичен, радиационен). Действието се дължи на факта, че фиксираният индикатор влияе върху количеството топлина, излъчвана от тялото. Отнася се за безконтактния тип измерване. Има стационарни и мобилни, ниско и високотемпературни пирометри.
Термометри и сензори
Съгласно друга класификация на устройствата за фиксиране на топлинате са разделени на термометри и температурни сензори.
Първите са механичните инструменти, включително газови уреди, биметали, стъклени температуромери и комбинирани контролери.
Термичните сензори са ултра-прецизни усъвършенствани електронни устройства за фиксиране на температурните показания в течности и твърди вещества. Те трябва да включват термометри за съпротивление, термодвойки, преобразуватели на показания на сензори и сигнални устройства, оборудвани с релейни механизми.
Най-новите термични детектори са оборудвани с USB интерфейс, памет за записване и анализиране на изследвания и лазерна показалка.
Измери за температура на водата
Всяко отделно устройство за измерване на температурата на водата, студените и топлите разтвори се характеризира със специален принцип на действие. Има универсални устройства, които са подходящи и за измерване на въздушни индикатори.
Термометри за течности
Стъклените течномери са известни като най-елементарните и точни термометри, които се предлагат в прави и ъглови. А обхватът на тяхното приложение е анализът на технологичното оборудване, както и на комуналните услуги (измервания в тръбопроводи). Устройствата са подходящи за стойности от -35 до +600°C, като най-често живакът се използва като чувствителен елемент, а показанията се записват по скала.
В зависимост от мястото на приложение и конструктивните особености се разграничават медицински, технически, електроконтактни, течни, стик и други.
Избира се конкретно устройство за измерване на температурата на водата, като се вземе предвид допустимата грешка при измерване.
Устройства за определяне на температурата на въздуха
Първото устройство за измерване на температурата на въздуха е стъклен термометър, активният течен елемент в който може да бъде живак, етилов алкохол, толуен и други вещества.
Високо прецизните измервателни уреди за живак са стик и с вградена стъклена скала. Те са търсени в лабораторни изследвания в различни области на производството и медицината. Стик-термометърът е снабден с прозрачна термоустойчива градуирана капилярна тръба, а вторият тип измервателни уреди се характеризира с това, че деленията на скалата са разположени зад него на отделна плоча, а целият механизъм е защитен от калъф, изработен от издръжливо стъкло.
Ако има електрически контакти в устройството, това се нарича термична аларма, а чувствителната течност вътре в резервоара и капиляра показва реалната температура на околното пространство.
Характеристики на термостати и аларми
В допълнение към горните има и други устройства за измерване на температура. Например, като температурни контролери и сигнални устройства, прътовите дилатометри се използват с чувствителни части, изработени от различни метални сплави, които се удължават при нагряване с различно количество.
Същият принцип характеризира и друг тип термометър - биметален, с поставена чувствителна на температура пружина, запоена към двойка металплочи с различно топлинно разширение. В процеса на нагряване пружината се огъва към плочата с по-нисък термичен коефициент, а необходимият температурен индикатор се намира по големината на огъването.
Електротермометър
За дистанционно записване на топлинните параметри на околната среда в диапазона от -15 до +125°C, безконтактно устройство за измерване на температура - аспирационен електротермометър - е отлично. Устройството му включва измервателен уред и сензор, свързани един с друг с кабел.
Сетливият елемент е най-тънкият меден проводник на сензора, навит в спирала върху рамка с нишка.
Какви са устройствата за измерване на телесната температура
Телесната температура се измерва рутинно с термометър. Но днес има много други термометри, които се различават по външен вид и основни принципи на работа.
Най-често срещаните устройства, към които принадлежи нашият термометър, работят върху термичното разширение на живак, керосин, алкохол и други течности. Те са евтини, практични и сравнително точни, особено тези с живак, въпреки че отровното съдържание в крехката стъклена кутия крие известен риск.
Електронно или цифрово устройство за измерване на телесната температура показва желаната стойност благодарение на вградения сензор, но цената му е много по-висока от цената на течните "колеги". Тези термометри са контактни.
Инфрачервените пирометри не изискват директен контакт слице, действащо дистанционно. Свръхчувствителен сензор отчита количеството радиация за 2-15 секунди, показвайки резултата на дисплея. Тези безконтактни уреди за измерване на температура са идеални за семейства с малки деца, сънни болни и др. В допълнение, те са приложими за домашно готвене, а по-мощните видове се използват в електроенергетиката, строителните обекти, металургията и други индустрии.
Когато е необходим дистанционен пирометър
Често има ситуации, когато е невъзможно или просто неудобно да се измерва температурата чрез контакт. Именно в такива случаи ще ви е необходим пирометър - устройство за дистанционно измерване на температурата, а именно:
- при измерване на показатели за силно нагрети тела или токсична среда;
- с труден достъп и с малка грешка можете да правите измервания на разстояние от десетки метри;
- когато наблюдавате механизми в движение и това ще отнеме част от секундата;
- при диагностициране на електрическата безопасност на сграда, когато такъв уред е удобен за дистанционно сканиране в много отдалечени райони.
Какви устройства могат да измерват температурата на метала
В металургичната индустрия, разтопените метални сплави изискват здрав инструмент за измерване на високи температури.
Пирометрите, които вече са описани по-рано, се считат за такива. Те фиксират топлинното излъчване на разстояние,характеризиращи действителната температура на метала. В трудни условия на свръхвисоки топлинни показатели, безконтактният метод е идеален. LCD показва следните данни:
- действителна температура по Фаренхайт и Целзий;
- гранични температури;
- зареждане на батерията.
Максимална точност на измерената променлива може да се постигне само когато няма смущения между обекта и отдалечения инструмент под формата на абсорбиращи топлина пари или твърди вещества. Ако е необходимо да се направят измервания на металната сплав в транспортния черпак или по време на бутилиране, тогава трябва да се приеме условието, че температурният индикатор ще бъде по-малък от действителния и ще бъде определен чрез изчисления.
За да се избегне неточността на този метод, се използва друго устройство за измерване на температурата на метала, а именно симулаторът на черно тяло. Той е потопен в стопилката и е представен под формата на тръба със запечатан или отворен край, кух конус или чаша, изработена от огнеупорен метал. Така или иначе, температуромерът трябва да има превъзходна устойчивост на топлина, химическа устойчивост и отлична топлопроводимост, за да дава изключително точни показания.
Измерване на температурата на двигателя
Дългосрочната експлоатация, както и периодичните ремонти на машини и механизми изискват наличието на специално оборудване, което включва устройство за измерване на температурата на двигателя. Те включват термодвойки, термистори и разширителни термометри.
Термодвойки – много удобни и широкиустройства, известни сред автомобилистите за измерване на температурата на повърхностите, намотките и вътрешната кухина на двигателя. Използвайки тези температурни сензори, можете да записвате данни дори в труднодостъпни зони на двигателя, в канали и сърцевини. Представляват два изолирани проводника от различен метал със споени от едната страна краища, които се поставят в определена точка на измерване. Вторите краища са свързани към миливолтметър и термометър и сумата от техните показания определя действителната стойност на температурата.
Термометрите за разширение на живака и алкохол са много удобни за извършване на необходимите измервания в достъпни зони: намотката, отворената повърхност на различни части, както и въздушния поток, излизащ (или влизащ) от двигателя. Термисторите под формата на намотка от меден проводник се монтират едновременно на няколко места на двигателя, като ги включват на свой ред, като се вземат фиксирани показания и се определя средната стойност.
Вторични инструменти, използвани при измерване на температурата
Нека се опитаме да дефинираме какво представлява индустриално вторично устройство за измерване на температура. Всъщност това автоматично устройство е важно допълнение към основния измервателен уред, улавяйки и преобразувайки записаните индикатори в четлива форма. Необходимо е за осъществяване на ясен контрол, сигнализация и навременно регулиране на температурата в онези изключителни случаи, когато се появят отклонения от параметрите, определени от условията на работа. Стационарните и преносимите вторични електрически уреди са разделени поотделно.
Обикновено вторични уредиза измерване на температурата имат издръжлив защитен стоманен корпус и са оборудвани с градуирана скала. Стойностите се записват според диаграмата, записана от термодвойки, тензометри, термометри за съпротивление, преобразуватели и други устройства.
Като се имат предвид различните начини за представяне на информация, вторичните устройства трябва да бъдат разделени на записващи и индикиращи, едноканални и многоканални, двуфункционални и еднообхватни. При наличие на сигнален механизъм тези устройства незабавно показват неприемлива промяна на температурата, която е различна от необходимата стойност. Това помага да се поддържа логичният поток на всички реакции и технологични процеси, в които участват.
С цялото разнообразие от уреди, които записват температурните показатели на газове, течности и твърди вещества, трябва сериозно да се подходи към избора на желаното устройство. Основните фактори, които трябва да се вземат предвид, са допустимите граници на температурните стойности, максималното разстояние, на което могат да се правят измервания (наблюдение), точността. И, разбира се, се взема предвид обхватът на употреба на определен тип термометър.
