Манометрические термометры

                  

 

 

 

 

 

                         Реферат на тему:

Стеклянные жидкостные и манометрические термометры

 

 

 

 

                                                                             

                                                                                        

                                                                                

                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Манометрические термометры

Действие манометрических термометров основано на использовании зависимости давления  вещества при постоянном объеме от температуры. Замкнутая измерительная система манометрического термометра состоит (рис. 3-6)  из чувствительного  элемента,   воспринимающего температуру   измеряемой   среды, — металлического термобаллона   /, рабочего  элемента   манометра   2,   измеряющего давление  в  системе,  и  длинного соединительного    металлического капилляра 3. При изменении температуры 'измеряемой среды дав-ление в системе изменяется, в результате     чего     чувствительный элемент перемещает стрелку или перо по шкале манометра, отградуированного в градусах   темпе-ратуры. Манометрические термометры часто используют в системах  автоматического регулирОВЗ-ния температуры, как бесшкальные устройства информации (датчики). 

 

Рис 1. Схема  манометрического термометра

Манометрические термометры подразделяют на три основных разновидности:

1)жидкостные, в которых вся  измерительная система  (термобаллон,  манометр  и  соединительный   капилляр)   заполнена   жидкостью;

2) конденсационные   (по старым терминологиям:  паровые или парожидкостные), в которых термобаллон заполнен частично жидкостью с низкой температурой кипения и частично — ее насыщенными парами, а соединительный капилляр и манометр — насыщенными парами жидкости или, чаще, специальной передаточной жидкостью;

3) газовые,  в  которых вся  измерительная система   (термобаллон, манометр и капилляр) заполнена инертным газом.

Достоинствами манометрических термометров являются: сравни тельная простота конструкции и применения, возможность дистанционного измерения температуры (передачи показаний на расстояние) и возможность автоматической записи показаний.

К недостаткам манометрических термометров относятся: относительно невысокая точность измерения (класс точности 1,6; 2,5 или 4,0 и реже 1,0); небольшое расстояние дистанционной передачи показаний (не более 60 м) и трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы.,

 

 

 

В жидкостных манометрических термометрах в качестве термометрического вещества чаще всего используют ртуть для измерений в интервале температур от -25 до 600°С и реже органические жидкости: метиловый спирт или ксилол С6Н4(СНз)2 для измерений в интервале температур от -80 до 320°С. Измерительная система заполняется термометрическим веществом под большим начальным давлением (при температуре заполнения). Это необходимо для того, чтобы снизить возможные дополнительные погрешности за счет гидростатического давления жидкости.

В конденсационных манометрических термометрах наибольшее распространение получили термометрические вещества, приведенные в табл. 3-2.

Таблица   1 

Термометрические вещества для конденсационных манометрических термометров

Наименование	Формула	Температура кипения при нормальном атмосферном давлении, °С	Критическая температура. °С	Критическое давление, бар	Пределы применения, °С
					нижний	верхний
Хлор-метил	СН3С1	-23,7	+ 143,2	64,5	—25	+75
Хлор-этил	С2Н5С1	+12,2	170,0	50,6	0	120
Ацетон	С3Н60	+56,1	235,0	46,1	+60	Ш)
Бензол	СбН6	+79,6	288,5	46,8	+80	; 250
Ртуть	Hg	356,6	—	—	350	500

Ртуть используют в устройствах информации (датчиках) некоторых систем автоматического регулирования.

Верхний предел применения для органических жидкостей обычно выбирают близким к давлению порядка 20 бар.

В качестве передаточной жидкости, заполняющей капилляр и манометр конденсационных термометров, чаще всего применяют глицерин (пропантриоль) в смеси со спиртом или водой.

У конденсационных манометрических термометров возможно появление дополнительных погрешностей: 1) гидростатической (из-за различной высоты расположения термобаллона и манометра) и 2) атмосферной из-за колебания атмосферного давления (особенно для начала шкалы). Погрешность за счет температуры окружающей среды теоретически отсутствует, так как изменение объема передаточной жидкости приводит лишь к изменению соотношения между жидкой и паровой фазой в термобаллоне, не меняя в нем давления, зависящего только от температуры. Однако практически небольшая погрешность при изменении температуры окружающей среды все же наблюдается (за счет манометра) и нормируется (ГОСТ 8624—64) значением до 0,25% на каждые 10°С отклонения температуры от +20°С.

 

 

 

Шкалы конденсационных термометров получаются существенно неравномерными из-за нелинейного соотношения между температурой кипения и соответствующим давлением Рабочая часть шкалы располагается в верхней ее половине. Длина соединительного капилляра достигает 60 м-

 

Рис. 2.   Зависимости   температуры кипения от  давления: / — хлор-метила;     2 — хлор-этила;     3 — ацетона   и  4 — бензола

В газовых манометрических термометрах в качестве термометрического вещества обычно используют азот. Область применения газовых термометров по ГОСТ 8624—64 лежит в интервале от — 160 до +600°С.

Дополнительные погрешности могут появиться при изменении температуры окружающей среды (коэффициент теплового расширения газов много больше, чем у жидкостей, и равен приблизительно 0,00365 град-1). Для уменьшения их приходится увеличивать размеры термобаллона и уменьшать сечение капилляра. Чем больше длина капилляра, тем больше получаются размеры термобаллона. При длине капилляра 60 м термобаллоны газовых термометров, серийно изготовляемых, имеют наружный диаметр 22 мм, а рабочую длину 435 мм. Такие размеры термобаллона могут создать трудности при установке их в объекты измерения. По ГОСТ 8624—64 допустимая дополнительная приведенная погрешность газовых термометров при отклонении температуры окружающей среды на 10°С не должна превышать 0,5%.

Манометрические термометры не имеют большого применения на тепловых электрических станциях. В промышленной теплоэнергетике они встречаются чаще, особенно в случаях, когда по условиям взрыве- или пожаробезопасности нельзя использовать электрические методы дистанционного измерения температуры.

Поверка показаний манометрических термометров производится теми же методами и средствами, что и стеклянных жидкостных.