Манометрические термометры

Действие манометрических термометров основано на использовании зависимости между температурой и давлением рабочего (термометрического) вещества в замкнутой герметичной термосистеме.

В зависимости от рабочего вещества термосистемы они подразделяются на:

1. газовые;

2. жидкостные;

3. конденсационные (парожидкостные).

Манометрические термометры изготовляют показывающие и самопишущие.

Схема устройства показывающего манометрического термометра представлена на рисунке. Термосистема термометра (рисунок а) состоит из термобаллона 1, погружаемого в среду, температура которой измеряется, капилляра 2 и манометрической пружины 3. Один конец пружины впаян в держатель 4, канат которого соединяет внутреннюю полость манометрической пружины через капилляр с термобаллоном. Второй свободный конец пружины герметизирован и шарнирно с помощью поводка 5 связан с сектором 6. Этот сектор в свою очередь соединен зубчатым зацеплением с трубкой 7, на оси которой насажена указательная стрелка 8. Для выбора зазора в передаточном механизме установлен спиральный волосок 9, конец внутреннего витка которого закреплен на оси трубки. Термосистема термометра заполнена рабочим веществом, например газом или жидкостью, под некоторым начальным давлением. При нагревании термобаллона увеличивается давление газа в замкнутой герметизированной термосистеме, в результате чего пружина деформируется (раскручивается) и ее свободный конец

Схема устройства показывающего манометрического термометра.

перемещается. Движение свободного конца пружины передаточным механизмом преобразуется в перемещение указателя относительно шкалы прибора. По положению указателя на шкале термометра производят отсчет температуры.

В отличие от газовых и жидкостных термометров у конденсационных (парожидкостных) термометров (Рисунок - б) термобаллон частично заполнен конденсатом (примерно на 0,7÷0,75 объема), а в верхней части термобаллона над конденсатом находится насыщенный пар этой жидкости. Кроме того, капилляр у этих термометров вставлен на некоторую глубину внутрь термобаллона. Манометрическая пружина и капилляр термометра заполнены тем же конденсатом, что и термобаллон. Давление в термосистеме конденсационного термометра равно давлению насыщенного пара в термобаллоне. При этом зависимость между давлением насыщенного пара и температурой является вполне определенной, однозначной и известной для конденсата, которым заполнена термосистема термометра. При нагревании термобаллона термометра часть конденсата в его паровом объеме с зеркала испаряется, изменяя давление насыщения до значения, соответствующего температуре конденсата в термобаллоне. Это в свою очередь вызывает повышение давления в термосистеме термометра, под действием которого пружина раскручивается и ее свободный конец с помощью передаточного механизма перемещает стрелку.

Манометрическая пружина может иметь овальное сечение (Рисунок - г) или сечение с новым профилем (Рисунок - в). Отличительной особенностью этого профиля является наличие среднего пережатого участка, на котором зазор между стенками отсутствует. По боковой кромке сечения расположены два канала каплевидной формы, которые повышают механическую прочность пружины. Следует отметить, что внутренний объем пружин со средним пережатым участком и колебания размера его минимальны, что уменьшает температурную погрешность термометра и обеспечивает стабильность ее значений. Изменяя большую ось сечения этой пружины получают оптимальное соотношение между начальным внутренним объемом ее и приращением этого объема при раскручивании пружины на рабочий угол.

При применении манометрических конденсационных и жидкостных термометров необходимо иметь в виду, что изменение высоты положения термобаллона относительно манометрической пружины может вызвать изменение показаний термометра.

Поиск по сайту: