![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Манометричні термометри
Принцип дії манометричних термометрівгрунтується на механічному переміщенні пругкого чутливого елемента в замкненній герметичній системі від зміни або тиску газу, або зміни об’єму рідини, або зміни тиску насиченої пари в залежності від вимірюваної температури. Манометричний термометр (рис.4. 11) складається із: термобалона 1, який розміщується в об’єкті вимірювання; капілярної трубки 2 довжиною до 60 м і внутрішнім діаметром 0, 1- 0, 5 мм з захисним металорукавом та манометричного приладу, який складається із чутливого елементу в вигляді трубчатої пружини 3 овального перерізу (одно або багато виткової, остання може бути спіралевидної чи гелікоїдальної форми, а замість трубчатої пружини може використовуватись і сильфон); передавального механізму, який в свою чергу складається з біметалевого термокомпенсуючого повідка 8, зубчатого сектору 7, та шестерні 6, на якій закріплена стрілка 1 та шкали 5. Межі вимірювання температури для різних наповнювачів:
Під впливом температури тиск термометричної речовини в термобалоні 1 збільшується і передається по капіляру 2, монометричній пружині 3, яка під дією тиску розкручується і її вільний кінець через повідок 5 і кінематичну схему переміщує стрілку 4 чи перо самописця. Термобалон 1 виготовляють із корозієстійкої сталі, а капіляр 2 - із стальної чи мідної трубки внутрішнім діаметром в межах 0, 15- 0, 5 мм.. Залежно від термометричної речовини термометри бувають газові, рідинні та парорідинні для різних меж вимірювання. Довжина капіляру штатна: 1; 1, 6; 2, 5; 4; 6; 10; 16; 25; і 40(60)м і від неї залежить основна похибка вимірювання. Чим менше довжина капіляра і менший діапазон вимірювання, тим менше основна похибка. Принцип дії газових манометричних термометрів грунтується на тепловому розширенні газів і для них залежність тиску в термосистемі від температури підпорядкована закону Шарля: Pt = P0*[1 + a*(t – t0)], ( 4.15) де P0– початковий тиск в термосистемі при температурі заповнення t0, [МПа]; a=1/273, 15[1/К] - температурний коефіцієнт розширення газу. P0 вибирають в межах (3...10) МПа, щоб зменшити вплив атмосферного тиску на манометричну систему. Похибка вимірювань залежить також від співвіднощення об’єму термобалону та неробочого об’єму манометричної системи. Випускаються промисловістю газові манометричні термометри типів: ТПГ – показувальні; ТПГ-СК – показувальні і сигнальні; ТГС – показувальні і самописні. Класи точності: 1, 0; 1, 5; 2, 0; 2, 5. Газові термометри використовуються також для вимірювання дуже низьких температур, які відповідають температурам конденсації газу наповнювання. Наприклад, при заповненні термосистеми азотом, нижня межа вимірювання температури складає: -195°С, а гелієм- (-269°С). Надлишковий об’єм DV рідини, який виштовхується із термобалону рідинних термометрів із зміною його температури: DV = (b - 3a)*(t – t0)*V0, ( 4.16) де b і a - коефіцієнти об’ємного розширення відповідно термометричної рідини та термобалону, [1/°С]; t0 – температура при якій виконано заповнення термосистеми (20°С) об’ємом V0, [м3]. Випускаються рідинні термометри типу ТЖС – показувальні і самописні. Рідинні термочутливі системи розвивають значні зусилля і їхня робота практично не залежить від атмосферного тиску, що дозволяє використовувати їх також в термореле з потужними контактами на розмикання. Із наведених формул видно, що шкали газових і рідинних термометрів лінійні. Принцип дії конденсаційних (або парорідинних) манометричних термометрів грунтується на залежності тиску насиченої пари від температури. Особливість їхньої роботи в тому, що в робочому діапазоні температур в манометричній системі наповнювач знаходиться завжди в двох фазах: рідкій та пароподібній. Тиск в такій системі визначається температурою границі розподілу рідина – пара і вони розрізняються з парорідинним та паровим наповненням. Парорідинне наповнення – кількість рідини в системі складає 50¸ 60 % об’єму, причому об’єм термобалону повинен складати не менше 50% всього об’єму. Це дає те, що границя розподілу, рідина – пара завжди знаходиться в термобалоні, не залежно від температур окремих частин і положення термобалону.Переваги такого заповнення: 1) можливість роботи, в умовах, коли температура термобалона вища або нижча за температуру інших частин термосистеми; 2) швидка реакція на зміну температури. Недолік – необмежене зростання тиску в системі з ростом температури. З паровим наповненням – відрізняються тим, тому що пара вводиться в термосистему при температурі дещо більшій, чим максимальна можливе її зачення в робочих умовах. Наприклад, в холодильних машинах терморегулюючі вентилі із заповненням термосистеми фреоном працюють при максимальній температурі до Особливість термометрів з використанням тиску насиченої пари – суттєва нелінійність тиску від температури, що приводить до нерівномірності шкал. Але вони є найбільш чутливі при відносно малому діапазоні вимірювання до 250°С. На їхні покази впливає зміна атмосферного тиску, але не впливає зміна температури навколишнього середовища. Типи конденсаційних термометрів: ТПП – показувальний, ТПП-СК – показувальний і сигнальний. Клас точності 1 – 1, 5. Конденсаційні (або парорідинні) манометричні термометри найбільше вживають в холодильній автоматиці як температурні регулятори, терморегу- люючі вентилі.
|