Что такое капиллярный термометр

Жидкостный термометр технический

Жидкостный термометр — это прибор для измерения температуры технологических процессов при помощи жидкости, которая реагирует на изменение температуры. Жидкостные термометры хорошо всем известны в быту: для измерения комнатной температуры или температуры человеческого тела.

Жидкостный термометр

Жидкостные термометры состоят из пяти принципиальных частей, это: шарик термометра, жидкость, капиллярная трубка, перепускная камера, и шкала.

Шарик термометра — это часть, где помещается жидкость. Жидкость реагирует на изменение температуры поднимаясь или опускаясь по капиллярной трубке. Капиллярная трубка представляет собой узкий цилиндр по которому перемещается жидкость. Часто капиллярная трубка снабжена перепускной камерой, которая представляет собой полость, куда поступает избыток жидкости. Если не будет перепускной камеры, то после того, как капиллярная трубка наполнится, создастся достаточное давление для того, чтобы разрушить трубку, если температура будет и дальше повышаться. Шкала — это часть жидкостного термометра, с помощью которой снимаются показания. Шкала откалибрована в градусах. Шкала может быть закреплена на капиллярной трубке, либо она может быть подвижной. Подвижная шкала дает возможность ее регулировать.

Принцип работы жидкостного термометра

Принцип работы жидкостных термометров основан на свойстве жидкостей сжиматься и расширяться. Когда жидкость нагревается, то обычно она расширяется; жидкость в шарике термометра расширяется и двигается вверх по капиллярной трубке, тем самым показывая повышение температуры. И, наоборот, когда жидкость охлаждается, она обычно сжимается; жидкость в капиллярной трубке жидкостного термометра понижается и тем самым показывает понижение температуры. В случае, когда имеется изменение измеряемой температуры вещества, то происходит перенос теплоты: сначала от вещества, чья температура измеряется, к шарику термометра, а затем от шарика к жидкости. Жидкость реагирует на изменение температуры двигаясь вверх или вниз по капиллярной трубке.

Тип используемой жидкости в жидкостном термометре зависит от диапазона измеряемых термометром температур.

Жидкостные термометры с частичным погружением

Конструкция многих жидкостных термометров предполагает, что они будут висеть на стене, и вся поверхность термометра входит в соприкосновение с веществом, температура которого измеряется. Однако, некоторые виды промышленных и лабораторных жидкостных термометров сконструированы и откалиброваны таким образом, что предполагают их погружение в жидкость.

Из термометров, используемых таким образом наиболее широко применяются термометры с частичным погружением. Для того, чтобы получить точные показания с помощью термометра с частичным погружением, погружают его шарик и капиллярную трубку только до этой линии.

Термометр жидкостный с частичным погружением

Термометры с частичным погружением погружаются до отметки для того, чтобы компенсировать изменения температуры окружающего воздуха, которые могут на жидкость, находящуюся внутри капиллярной трубки. Если изменения температуры окружающего воздуха (изменения температуры воздуха вокруг термометра) вероятны, то они могут вызвать расширение или сжатие жидкости внутри капиллярной трубки. В результате на показания будет влиять не только температура вещества, которая измеряется, но и температура окружающего воздуха. Погружение капиллярной трубки до отмеченной линии снимает воздействие температуры окружающего воздуха на точность показаний.

В условиях промышленного производства часто необходимо измерять температуры веществ, проходящих по трубам или находящихся в емкостях. Измерение температуры в этих условиях создает две проблемы для прибористов: как измерить температуру вещества, если нет непосредственного доступа к этому веществу или жидкости, и как вынимать жидкостный термометр для осмотра, проверки или замены не останавливая технологического процесса. Обе эти проблемы устраняются, если применять измерительные каналы для ввода термометров.

Измерительный канал с введенным термометром

Измерительный канал для ввода термометра представляет собой канал в виде трубы, который закрыт с одного конца и открыт с другого. Измерительный канал предназначен для того, чтобы в него помещать шарик жидкостного термометра и таким образом оградить его от веществ, которые могут вызывать коррозию, отравляющих веществ, или под высоким давлением. Когда применяются измерительные каналы для ввода термометров, то теплообмен происходит в форме непрямого контакта (через измерительный канал) вещества, чья температура измеряется, и шариком термометра. Измерительные каналы представляют собой уплотнение для повышенного давления и предотвращают выход наружу жидкости, температура, которой измеряется.

Измерительные каналы делаются стандартных размеров, так что они могут использоваться с различными типами термометров. Когда термометр устанавливается в измерительный канал, то его шарик вставляется в канал, а поверх термометра накручивается гайка, чтобы закрепить термометр.

Источник

Как выбрать термометр

Поделиться:

Казалось бы, что тут сложного — купить термометр? Но, столкнувшись с необходимостью выбора, легко убедиться, что сложностей предостаточно. И впрямь — троекратная разница в стоимости у внешне почти одинаковых приборов кого угодно собьет с толку, и причину такого ценового «разбега» порой понять непросто. Как же выбрать термометр, в котором оптимально сочетаются цена и функциональность?

Ваша домашняя аптечка будет неполной без хорошего термометра. В аптеке вам предложат три основных типа термометров: ртутные, цифровые и инфракрасные. Рассмотрим их по очереди.

Ртутные термометры

Стоимость. «+» Они стоят сущие копейки. Их можно менять гораздо чаще, чем перчатки, но стоит ли овчинка выделки?

Точность. «+» Старые как мир, ртутные термометры имеют очень высокую точность. Измеряя температуру с помощью нехитрого прибора, вы можете быть уверены в результате. Никакие катавасии не заставят ртутный термометр соврать и выдать неверные показания.

Эргономичность. «–» Срок годности здесь неограничен. Но насколько ртутные термометры просты и надежны, настолько они и хрупки. Одно-единственное неосторожное движение, и тонкое стекло разбивается вдребезги, а на свет появляются десятки, если не сотни маленьких ртутных шариков, поражающих совершенством формы. Как много молодых, да и вполне опытных мам при виде металлической россыпи впадают в истерику и начинают звонить в СЭС, химические лаборатории и другие инстанции с просьбой срочно приехать и утилизировать страшное содержимое термометра.

Примечание. На самом деле количество ртути в термометре скромное, и отравиться им можно, лишь закусив серебристыми шариками на завтрак или обед. Но это утешение вряд ли успокаивает владельца ртутного термометра во время «разбора полетов». Тем более что полеты случаются с завидной регулярностью. Между тем на рынке множество предложений долговечных и доступных по цене термометров, которых не берут ни вода, ни огонь, ни медные трубы.

Электронные (цифровые) термометры

Стоимость. «+/–» Стоят они в десятки раз дороже ртутных.Что само по себе неудивительно.

Точность. «+» Что бы ни говорили про электронные термометры, на самом деле они более чем точны в измерениях. Откуда же берутся слухи о недостаточной точности?

Примечание. Потребители нередко жалуются, что, мол, измеряли, как и положено, до звукового сигнала, а в ответ лишь неверные показания. Но на самом деле проблема не в приборе, а в банальном несоблюдении требований инструкции.

Большинство электронных термометров измеряют температуру еще несколько минут после звукового сигнала. Производители не любят указывать этот нюанс прямо и «в лицо». Поэтому на рекламных буклетах крупными буквами красуются призывы узнать свою температуру за считаные секунды. И только в инструкциях мелким шрифтом пытливые потребители могут почерпнуть подробности, которые возвращают на землю.

Оказывается, термометры, которые громко обещающие измерять температуру за 60 секунд, делают это, согласно той же инструкции, «от 1 до 5 минут». Звуковой сигнал, который часто принимают за уведомление об окончании процесса, как правило, указывает, что измерение приближается к концу, но еще не закончено. Чтобы получить точные результаты, нужно подержать термометр подмышкой еще хотя бы пару минут, а то и больше (но это все равно быстрее, чем ртутный термометр).

Некоторые фирмы наладили выпуск термометров с сенсорными наконечниками, особая конструкция которых позволяет измерять температуру еще быстрее. По уверениям производителей, время ожидания результата составляет около 10 секунд. Но, опять-таки, в инструкциях к таким приборам есть скромная пометка, что 10 секунд могут растянуться до 2 минут.

Эргономичность. «+» В первую очередь электронные термометры очень долговечны: периодическая замена элементов питания может продлить срок службы на много лет. К примеру, мой экземпляр, давно разменявший второй десяток, до сих пор исправно измеряет температуру. И это несмотря на варварское отношение моих четверых детей, каждый из которых приложил все усилия, чтобы вывести его из строя. Производители обещают, что электронные приборы могут исправно работать как минимум два года, а некоторые модели и вовсе имеют пожизненную гарантию.

Электронные термометры могут быть еще и с гибким наконечником. Даже в подмышки намного удобнее поместить девайс, подстраивающийся под естественные изгибы тела А ведь современные электронные термометры могут работать и в других «условиях» — они измеряют температуру орально (за щекой и под языком), ректально, вагинально и в паховой области.

Модели с мягким наконечником идеально подходят для измерения температуры у новорожденных. Кроме того, в доме с маленькими детьми намного больше шансов «выжить» у влагостойкого прибора, защищенного от случайных водных процедур. Существуют и термометры для грудных младенцев, выполненные в виде соски-пустышки и замеряющие температуру орально. Однако их цена довольно высока, а вероятность, что дитя с удовольствием будет «пользоваться» измеряющей соской, напротив, невелика.

Еще одна современная технология — позолоченные наконечники. Они предназначены для людей, страдающих аллергией на никель, который обычно используется для производства термометров.

Инфракрасные (лобные/ушные) термометры

Стоимость. «–» Последние достижения измерительной техники поражают ценой, превышающей стоимость среднестатистического электронного прибора в несколько раз.

Точность. «+/–» Инфракрасные термометры обещают потратить на измерение температуры в ухе или на лбу целую секунду. Но при этом точность измерения — явно не их конек. И дело не только в недостаточной длительности приложения.

Примечание. В инструкции к применению спрятана настораживающая информация. Она гласит, что в ухе следует проводить измерения лишь спустя полчаса после еды, физической нагрузки или принятия ванны. А результаты измерений на лбу и вовсе могут быть неточными из-за влияния множества факторов.

Эргономичность. «+/–» Выглядят эти приборы, конечно, элегантно. Они могут даже использоваться как «стильные часы» или комнатный термометр. Но если принять во внимание весьма «размытые» способности прибора выполнять свою непосредственную задачу — измерять температуру тела, а не окружающей среды, то невольно задумаешься, а не заменить ли его стильным радиоприемником, например… Кстати, гарантийный период инфракрасного прибора длится всего лишь год.

Поэтому, взвешивая все за и против ртутных, электронных и инфракрасных термометров, подавляющее число покупателей (и я в том числе) вливаются в ряды обладателей электронных приборов. И закрывают тему покупки нового термометра на годы вперед.

Товары по теме: [product](термометр цифровой), [product](термометр инфракрас)ный

Источник

Как выбрать градусник? Обзор термометров, плюсы и минусы

Градусник или медицинский термометр – измерительный прибор, который должен быть в каждой домашней аптечке. Ведь повышение температуры тела – явный признак заболевания. Как выбрать градусник, учитывая широкое разнообразие медицинских термометров на Здравсити? На какие критерии обратить внимание?

Классика – ртутный градусник

Ртутный градусник иногда передается из поколения в поколение, может работать десятилетиями и не терять точности. И это один из самых бюджетных вариантов.
Это стеклянный прибор с капилляром ртути внутри. Кстати, за счет стекла (хоть и хрупкого), такие градусники легко дезинфицировать и обрабатывать антисептиками, не боясь их повреждения и выхода из строя. Поэтому такие приборы чаще всего используют в стационарах, ну или бесконтактные.

Действие ртутных градусников основано на температурном расширении металла. Предпочтение этому градуснику отдают за счет простоты его использования и точности – вплоть до 0,1 градуса.

Но, несмотря на все плюсы, есть и минусы:

Ртутным градусником можно измерять температуру орально, ректально или в подмышечной впадине, но. При ректальном измерении температуры есть особенности: обтекаемая формы и хрупкий, негнущийся наконечник делает этот прибор не самым удобным.

Такие градусники хрупкие, а внутри – ртуть, очень опасное вещество. Но избежать этих рисков можно при правильной утилизации градусника.

Для получения достоверного результата нужно 3-5 минут. При измерении температуры взрослого человека проблем не возникает, а вот если речь идет о маленьких детях, то минуты превращаются в часы. Ведь нужно контролировать малыша, его подвижность.

Безртутные градусники

Безртутные градусники внешне напоминают ртутные, но в них нет этого опасного и токсичного металла. Вместо этого: смесь металлов, которая даже при повреждениях безвредна для человека.

Алгоритм работы схож со ртутными моделями, сплав металлов расширяется под действием температуры и виден результат. Единственное отличие – трясти градусник, чтобы сбить прошлые результаты, нужно гораздо дольше, ведь этот сплав металлов движется медленнее, чем ртуть.

Плюс в том, что корпус градусника выполнен из закаленного стекла и покрыт пленкой и даже если термометр разобьется, исключается распространение осколков – корпус просто треснет.

Электронные термометры

Их также называют цифровыми, и эти медицинские термометры с массой модификаций удобны при изменении температуры у малышей. В носике встроен чувствительный датчик, который измеряет температуру и передает ее на дисплей.

Кстати, для крох разработаны специальные электронные градусники – термометры-соски, которые показывают результат в течение минуты. Электронные градусники немногим дороже ртутных. Хотя чем больше девайсов, тем выше цена.

Цифровые термометры выполнены из пластика, поэтому далеко не все средства дезинфекции могут использоваться. Однако, некоторые модели снабжены съемными наконечниками, решающими проблему дезинфекции.

В отличие от ртутного градусника, у электронного гнущийся кончик, что позволяет использовать при измерении температуры различными способами, например, ректально. И самый явный плюс – время измерения температуры — результат всего за минуту. Но, при измерении в подмышечной впадине, – не менее 3-5 минут. Это существенное преимущество для родителей.

У электронных медицинских термометров есть и минусы:

Инфракрасный термометр

В последнее время, в связи с пандемией, инфракрасные бесконтактные термометры получили широкое распространение. Но пользуются им чаще в больницах, поликлиниках и популярность объясняется скоростью получения результата.

Существенным преимуществом является устойчивость к дезинфицирующий средствам, воде. Кстати, можно измерить температуру воды для купания малыша. Особой популярностью такие медицинские термометры пользуются при измерении температуры у детей, ведь держать малыша и сковывать его движения не нужно, достаточно удержать его на расстоянии сантиметра ото лба.

Но измерять температуру таким прибором можно только следуя инструкции, например, прикладывать ко лбу, виску или уху. При ушном измерении температуры использую специальные наконечники, которые помещаются в ушную раковину, но при отитах результат будет заведомо неверен.

Кроме того, на достоверность результатов влияет состояние человека, например, если ребенок плачет и сильно кричит, цифры оказываются неверными.

К числу других минусов можно отнести:

Термополоски

Несмотря на это, термополоски окажется полезным в путешествиях и других походных условиях.

Каждый вид медицинских термометров имеет свои преимущества. Например, самый надежный и точный – ртутный, но результатов придется дожидаться 3-5 минут. Кстати, вопреки распространенному мнению, при изменении температуры электронным градусником, его нужно держать в подмышечной впадине также около 3-5 минут.

Более безопасны, но столь же точны безртутные градусники.

Инфракрасные градусники дают самый быстрый, но менее точный результат. Поэтому пользоваться ими можно только в соответствующих случаях, например, в походах, путешествиях и поездках.

Источник

Приборы для измерения температуры в котельной

Температура — это мера теплового состояния вещества (степенью его нагрева). Существуют различные приборы для измерения температуры, но данный обзор раскроет лишь те, которые используются в промышленности (котельной). Также будет рассмотрена базовая информация по особенности и алгоритму измерения температуры любого тела.

Алгоритм измерения температуры тела

Измерить температуру любого тела (не путать с телом человека) так, как измеряют многие физические величины (дли­на, масса, объем) невозможно, так как в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Поэтому определение температуры вещества сводится к сравнению путем наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества, которое при соприкосновении с нагретым телом вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие.

Метод измерения температуры тела не дает абсолютного значения температуры нагретой среды, а указывает лишь разность температур относительно исходной температуры термометрического вещества, условно принятой за нуль.

В процессе нагревания изменяется как внутренняя энергия вещества, так и практически все его физические свойства. Для измерения температуры выбираются только те свойства, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются точному измерению. Под эти требования наиболее точно подпадают следующие свойства рабочих веществ:

Все эти свой­ства положены в основу устройства при­боров для измерения температуры.

Термометр расширения для измерения температуры

Принцип работы термометра расширения основана на свойстве тел изменять объем и линейные размеры в результате изменения температуры. В жидкостных стеклянных термометрах в качестве рабочего вещества используется ртуть и органические жидкости (этиловый спирт, толуол, пентан).

Типы ртутных термометров и варианты установки в защитной гильзе:

Типы:
а — технический с вложенной шкалой.
б — лабораторный палочный с безнулевой шкалой.
1 — пробка, залитая гипсом.
2 — наружная цилиндрическая оболочка.
3 — шкала, выполненная из стеклянной пластинки молочно­го цвета. Шкала лабораторного палочного термометра нанесена непосредствен­но на наружной поверхности капилляра в виде насечки по стеклу.
4 — капилляр.
5 — нижняя часть термометра.
6 — резервуар, заполненный ртутью. Резервуар лабораторного палочного термометра соединен с толстостенным капилляром, имеющим наружный диаметр 6 — 8 мм.
7, 8 — расширения капилляра.
9 — дополнительная шкала.
Варианты установки в защитной гильзе:
а — вдоль оси трубопровода.
б — наклонно к оси горизонтального трубопровода.
в — нормально к оси горизонтального трубопровода.
г — на вертикальном трубопроводе.
D — диаметр трубопровода.

Неправильная установка термометра может привести к изменению точности показаний на 10 — 15 %. Наиболее распространенным способом установки ртутных термометров является их вложение в предохраняющую от поломки защитную гильзу.

Манометрический термометр, устройство и принцип работы

Принцип работы манометрического термометра основан на изменении в зависимости от температуры давления жидкости (газа или пара) в замкнутом объеме. Газовые приборы заполняются азотом, жидкостные — ртутью, ксилолом, толуолом при начальном давлении 1,5 — 2 МПа. В парожидкостных манометрических термометрах рабочим веществом служат низкокипящие органические жидкости (хлористый метил, ацетон, бензол).

Схема манометрического термометра:

	1 — тяга.
	2 — трубчатая пружина.
	3 — капиллярная трубка.
	4 — штуцер с сальниковым уплотнением.
	5 — термобаллон.

Рассмотрим подробнее представленную схему. Замкнутая система манометрического термометра, заполненная рабочим веществом, состоит:

Зная конструкцию манометрического термометра, можно более развернуто сформировать его принцип работы. При нагреве термобаллона увеличение в нем давления рабочего вещества передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает ее перемещение.

Биметаллический термометр для измерения температуры

В биметаллическом термометре для измерения температуры используется принцип расширении и сжатии твердых тел. При нагреве латунь, находящаяся внутри спирали, расширяется сильнее меди снаружи. Это приводит к разворачиванию спирали и перемещению стрелки по шкале.

Данный тип термометров имеет также и ряд недостатков. Металлы, из которых изготавливаются биметаллические элементы, закаливаются при температурах свыше 1000°C в течение длительного времени. Такое закаливание понижает их чувствительность к изменениям температуры, и при повышении (понижении) температуры стрелка не будет двигаться пропорционально изменению температуры. Также биметаллический элемент с закаленным элементом может слабо реагировать на повышение температуры и сильно реагировать на понижение температуры.

Типы и принцип работы термометров биметаллических:

Спиральный биметаллический термометр
Биметаллические элементы термометров могут иметь форму спирали. Элемент, схематически показанный на рисунке должен раскручиваться при нагревании. Такое движение спирального элемента двигает стрелку в сторону более высоких показаний по шкале. При понижении температуры спираль стремится принять исходное положение и стрелка двигается в сторону более низких показаний. Спиральные элементы в отличие от стержневых занимают меньше места и обеспечивают больший ход стрелки.
Геликоид
В некоторых случаях измерение температуры технологической жидкости спиральными биметаллическими термометрами бывает затруднительным, так как требуется датчик достаточно большой длины, чтобы он соприкасался с жидкостью. Для таких измерений используются биметаллические термометры с удлиненным спиральным элементом (геликоидом). При нагревании такая спираль раскручивается и передвигает стрелку по шкале в сторону более высоких показаний.
Термометр с многоступенчатой спиралью
В конструкции некоторых биметаллических термометров использованы многоступенчатые пространственные спирали (состоят из двух или более концентрических витков). Многоступенчатая пространственная спираль раскручивается при увеличении температуры и скручивается при понижении температуры. Она занимает меньше места чем обычная спираль, и при этом способна обеспечить больший ход стрелки.

Благодаря своей прочности и способности противостоять температурам за пределами диапазона измерений такие приборы становятся наиболее приемлемыми для промышленного применения (системы кондиционирования, теплоснабжения, водоснабжения).

При измерении температуры агрессивных сред рекомендуется комплектовать термометр гильзой из нержавеющей стали.

Термометр сопротивления платиновый

Работа термометров сопротивления основана на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о величине температуры проводника. В качестве вторичных приборов, работающих с данным термометром, применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и логометры.

К достоинствам термометров сопротивления можно отнести:

Технические термометры сопротивления бывают платиновые — ТСП и медные — ТСМ. Платиновые термометры наиболее распространены, и их часто устанавливают для контроля важных параметров.

Конструкция платинового термометра сопротивления (ТСП):

а — чувствительный элемент.
б — внутренняя арматура.
в — защитная арматура.
1 — выводы.
2 — накладки.
3 — серебряная лента.
4 — платиновая проволока.
5 — каркас из слюдяной пластинки.
6 — фарфоровые бусы.
7 — оболочка.
8 — вкладыш.
9 — головка.
10 — штуцер.
11 — защитный чехол.

Рассмотрев схематически устройство платинового термометра сопротивления, более детально опишем взаимодействие всех его составных частей:

Термоэлектрический пирометр

Термоэлектрические пирометры работают за счет возникновения термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) при изменении температуры точки спая двух проводников из разнородных металлов.

Схема термоэлектрического пирометра:

	1, 2 — свободные (холодные) концы термопары.
	3 — рабочий конец термопары (горячий спай).
	А, В — термоэлектроды (термопара).
	С — соединительные провода.
	ЭП — вторичный электроизмерительный прибор, подключенный к термопаре.
	t0 — температура холодных концов термопары.
	t — темпе­ратура горячего спая.

Величина термоэлектродвижущей силы (ТЭДС), развиваемой термоэлектродами, зависит от их материала, а также от тем­пературы рабочего и свободных концов термопары.

Материалами для термопары служат чистые металлы и их сплавы, обладающие следующими свойствами:

Пределы измерения температур термопарами:

Наибольшее распространение для промышленных термопар получили такие материалы, как платина, платинородий, хромель, алюмель, копель.

Общий вид и конструкция термопары:

а, б — термоэлектроды, соединенные сваркой.
в — термоэлектроды, при­варенные к дну защитного чехла.
1 — крышка.
2 — сальник с уплотнением для вывода проводов.
3 — зажимы.
4 — колодка.
5 — защитный чехол.
6 — подвижной фланец.
7 — рабочий конец термо­пары.
8 — фарфоровый стаканчик.
9 — фарфоровые бусы.
10 — корпус головки.
11, 12 — винты.

Выделив схематически устройство термопары, более детально опишем взаимодействие всех ее составных частей:

В качестве электроизмерительных приборов в термоэлектрических пирометрах применяются пирометрические милливольтметры и потенциометры.

Все рассмотренные приборы и термометры применяются в промышленности для измерения температуры тел и относятся к контрольно-измерительным приборам и приборам безопасности (КИП и А).

Источник