Конденсационные

Манометрические конденсацион­ные термометры выпускаются с пределами измерения от - 50 до 300°С. В качестве конденсата используется фреон-22 (CHF₂Cl) от - 25 до 80°С, пропилен (С₃Н₆) — от -50 до 60°С, хлористый метил (СН₃Сl) — от 0 до 125°С, ацетон (С₃Н₆O) — от 100 до 200°С, этилбензол (С₈Н₁₀) — от 160 до 300С° и т. п. Следует отметить, что однозначная зависимость давления насыщенного пара от тем­пературы имеет место только до определенной температуры, назы­ваемой критической. Вследствие этого верхний предел шкалы мано­метрического конденсационного термометра должен быть всегда ниже критической температуры t_кр данного рабочего конденсата. В этом случае рабочее давление в термосистеме термометра также не будет превышать критического давления р_кр для выбранного конденсата.

Начальное давление в термосистеме конденсационного термо­метра для данного рабочего конденсата определяется температурой начальной отметки шкалы и равно давлению насыщенного пара при этой температуре. Например, при использовании хлористого метила (температура кипения — 24°С, t_кр = 143, 8°С, р_кр = = 65, 8 кгс/см²) в качестве рабочего конденсата для термометра с диапазоном измерения О—120°С начальное давление равно при­мерно 2, 6 кгс/см² (0, 26 МПа), а прирост давления при 120°С равен 43, 7 кгс/см² (4, 37 МПа). При диапазоне измерения 20—120°С начальное давление равно примерно 4, 9 кгс/см2 (0, 49 МПа), а при­рост давления при температуре 120°С равен 41, 5 кгс/см2 (4, 15 МПа). Термобаллон конденсационных термометров имеет небольшие по сравнению с газовыми термометрами размеры (длина 78, диаметр 16 мм). Длина соединительного капилляра от 0, 6 до 25 м.

Характерной особенностью конденсационных термометров явля­ется значительная неравномерность шкалы. Для линеаризации статической характеристики и, следователь­но, получения равномерной шкалы некото­рые типы манометрических конденсацион­ных термометров снаб­жаются специальным дополнительным уст­ройством (рис. 3.2). Упоры 1 дополни­тельного устройства2 подводятся к мано­метрической пружине 3 с внешней стороны так, что при ее раскручивании пружина последовательно ложится на них, начиная с упора, расположенного рядом с ее за­крепленным концом. При этом постепенно все большая часть длины пружины исклю­чается из работы, а вместе с тем вводится нелинейность, которая противоположна не­линейности изменения давления насыщен­ного пара в термосистеме от температуры. Это и обеспечивает получение равномерной шкалы конденсационного термометра.

Рис. 3.2. Схема устрой­ства конденсационного манометрического термо­метра с устройством для получения равномерной шкалы.

Другой характерной особенностью кон­денсационных термометров является то, что рабочее давление в термосистеме для дан­ного конденсата зависит только от диапа­зона измерения и изменения давления на­сыщенного пара этого конденсата от температуры. Другие же параметры термометра не оказывают влияния на рабочие давле­ния в его термосистеме. Поэтому изменение показаний термо­метра, вызываемое отклонением температуры окружающего воз­духа от 20°С, обусловливается главным образом изменением модуля упругости материала применяемой манометрической пружины и значением допускаемого непостоянства показаний прибора.

Показания конденсационных термометров зависят от высоты расположения термобаллона (выше или ниже) по отношению к кор­пусу прибора, а также и от изменения атмосферного давления.

Зависимость показаний конденсационного термометра от высоты расположения термобаллона по отношению к корпусу прибора имеет место в том случае, когда по условиям измерений в мано­метрической пружине и капилляре рабочее вещество находится в жидкой фазе. Это имеет местов тех случаях, когда температура среды, в которую погружен термобаллон, выше температуры воз­духа, окружающего корпус прибора и капилляр. Если в этом случае термобаллон будет расположен выше корпуса прибора, то показания термометра будут завышены, а если ниже — зани­жены. При этом погрешность показаний термометрав начале шкалы будет больше, чем в конце шкалы, так как в последнем случае давление столба рабочей жидкости в капилляре будет весьма малой долей общего давления в термосистеме. Например, для термометра с диапазоном измерения 0—120°С, термосистема кото­рого заполнена хлористым метилом, при расположении термобал­лона выше корпуса прибора на 10 м погрешность при 40°С равна +3, 9°С, а при 110°С — +1, 3°С. Атмосферное давление в слу­чае его изменения нагружает или разгружает манометрическую пружину термометра, вызывая скручивание или распрямление ее, что и обусловливает изменение показаний термометра. Если увеличение или уменьшение атмосферного давления будет иметь малое значение по сравнению с давлениемв термосистеме, то с влия­нием его можно не считаться. Например, при измерении темпера­туры от 60 до 120°С термометром, заполненным хлористым мети­лом, с погрешностью за счет изменения атмосферного давления на ± 5% нормального можно не считаться, так как эта погрешность при 60°С составляет около 0, 1°С, а при 110°С около 0, 04° С.