Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Длина капилляра термометра бывает различной, но она находится эбычно в пределах следующего ряда: 1; 1,б; 2,5; 4; б; 10; 1б; 25; Рб и 60 м. Капилляр, идущий от корпуса прибора к термобаллону, чоыещают в защитную металлическую оболочку, предохраняюцую его от повреждений. Для изготовления термобаллона и его кпостовнка в настоящее время применяют сталь марки 1Х16Н9Т.
Применение этой стали дало возможность изготовлять термобаллоны гермометров на условное давление до 64 кгс/сага (6,4 МПа) без защитной гильзы и лишь на условное давление среды, температура которой измеряется, от 64 до ?50 кгс/сма (6,4 — 25 МПа) — с защитной гильзой. Выпускаются электроконгактные показывающие мано- окс. 3-2-2. Схема устройства коррекира начальной отметки шкалы манометрического терлометра. Ркс. 3-2-3. Схема устройства самонншушего манометрнческого термометра. иетрическне термометры, выполняемые по схеме рис.
3-2-1, а и чспользуекгые для сягналнзации о достижении предельных знагений температур. Манометрическне термометры с безнулевой шкалой снабжаются корректором для регулировки начальной отметки шкалы прибора. :хема корректора термометра, состоящего из винтовой пружины л регулировочного винта, показана на рис. 3-2-2. Схема устройства самопишущего маномегрического термометра чоказана на рис. 3-2-3. Спиральная манометрическая пружина 1 ' пережатым профилем сечения (рис. 3-2-1, в), впаянная одним гонцом в держатель 2, вторым свободным концом с помощью скобы 8 ларнирно соединена с поводком 4, снабженным термобиметаллнче:ким компенсатором 5. Второй конец поводка шарнирно соединен : рычагом б„связанным с осью 7 рычага пера. К каналу держателя, оединяющему внутреннюю полость спиралыюй пружины, притаян капилляр 8, который вторым своим концом герметично соедиген через хвостовик с термобаллоном 9, погружаемым в среду, гемпература которой измеряется.
Привод диаграммного устройства осуществляется с помощью синхронного двигателя гО нли часового механизма. Дисковая диа- грамма в серийно выпускаемых приборах рассчитана на один ооорот в сутки. Самопишущий термометр с двумя термоснстемами дает возможность одновременно производить запись на диаграммной бумаге температуры двух сред. Самопишущие термометры такого типа, снабженные приспособлением для увлажнения одного нз термобаллонов, могут быть использованы в качестве психрометров для одновременного измерения температуры и влажности газовой среды. При применении манометрических конденсационных и жидкостных термометров необходимо иметь в виду, что изменение высоты положения термобаллона отновительно манометрической пружины может вызвать изменение показаний термометра.
Термометры газовые. Манаметрические газовые термометры позволяют измерять температуру от †1 до +600 С. В качестве рабочего вещества в газовых термометрах используется азот. Перед заполнением всей термосистемы термометра азотом термосистема и газ должны быть хорошо просушены. Длина соединительного капилляра этих термометров 0,6 — 60 м. При постоянном объеме газа зависимость его давления от температуры определяется выражением Рс = Ро (1+ И* (3-2-1) где Р„давление газа при температуре 0'С; Р— термический коэффициент давления газа„К ~ (для идеального газа Р =- 1/То = = 0,003661 К ', а для азота р = (0,003661 — 0,000013Р,) К т). При изменении температуры газа в термобаллоне термометра от Г„до 1„будет изменяться и давление газа в соответствии с выра- жением Р (~+Р~к! к )+1ц (3-2-2) где Р„и р„— давление газа при температуре, соответствующей началу 1„и концу („ шкалы термометра.
Вычитая и прибавляя к правой части уравнения (3-2-2) значение р„()йм после несложных преобразований получаем: ~ФР.— ~) (3-2-3) Из этого выражения видно, что размер рабочего давления ЛР в термоснсгеме газового термометра прямо пропорционален значению начального давления р„и диапазону измерения (1„— 1„) прибора, Следует отметить, что при повышении температуры термобаллона термометра объем термосистемы его увеличивается в основном за счет расширения термобаллона и увеличения объема внутренней полости манометрической пружины. При увеличении температуры газа, а вместе с тем и давления его происходит частичное перетекание газа из термобаллона в капилляр и манометрическую пружину. При понижении температуры газа в термобаллоне будет происходить обратный процесс.
Вследствие этого при измерении температуры газовым термометром постоянство объема газа в термосистеме не сохраняется. Поэтому зависимость между давлением газа в термосистеме и его температурой незначительно отклоняется от линейной и действительное давление газа в термосистеме при температуре /„ будет меньше подсчитанного по формуле (3-2-2).
Однако эта нелинейность зависимости между р и / не играет существенной роли н шкала газового термометра получается практически равномерной. Для увеличения рабочего давления Лр (3-2-3) термосистему газового термометра заполняют азотом под некоторым начальным давлением р„ в зависимости от диапазона измерения температуры 1с диапазоном измерения О 100"С начальное давление р„ = = 38 кгс/смз (3,8 МПа), а с диапазоном измерения 0 †6'С р„= 15 кгс/емэ (1,5 МПа)).
Поэтому колебания атмосферного давления на показаниях газового термометра не сказываются. Для уменьшения изменения показаний газового термометра, вызываемого отклонением температуры окружающего воздуха от 20'С, устанавливают термобиметаллическнй компенсатор в тягу передаточного механизма (рис. 3-2-1, а и 3-2-3), а также стремятся уменьшить отношение внутреннего объема пружины и капилляра к обьему термобаллона. Зто достигается увеличением обьема, а следовательно, и размеров термобаллона.
Например, при длине капилляра от 1,6 до 2,5 м длина корпуса термобаллона термометра выполняется равной 125 мм, а при длине капилляра до 40 м — 500 мм. Диаметр термобаллона в том и другом случае равен 20 мм. Ввиду больших размеров термобаллона газовые термометры не везде могут быть применены. Конденсационные термометры.
Манометрические конденсационные термометры выпускаются с пределами измерения от 50 до 300'С. В качестве конденсата используется фреон-22 (СНГ,С1) от 25 до 80'С, пропилеи (СзН,) от 50 до 60'С, хлористый метил (СНзС1) — от 0 до 125 С, ацетон (СзН,О) — от 100 до 200'С, этилбензол (С,Н„) — от 160 до ЗООС 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 /,.
данного рабочего конденсата. В этом случае рабочее давление в термосистеме термометра также не будет превышать критического давления р„р 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, /„р — — 143,8'С, р„р —— = 65,8 кгс/см') в качестве рабочего конденсата для термометра с диапазоном измерения 0 †1 С начальное давление равно примерно 2,6 кгс/сма (0„26 МПа), а прирост давления при 120 С равен 43,7 кгс/см' (4,37 МПа). При диапазоне измерения 20 — 120'С начальное давление равно примерно 4,9 кгс/см' (0,49 МПа), а прирост давления при температуре 120'С равен 41,5 кгс/сма (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 копденсацион- у ных термометров (например ТПП2-!) снабжаются специальным дополнительным устройством (рис. 3-2-4).
Упоры 1 дополнительного устройства 2 подводятся к маномегрической пружине 3 с внешней стороны так, что при ее раскручивании пружина последовательно ложится на них, начиная с упора, расположенного рядам 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 термосвстеме от температуры. Это и обеспечивает получение равномерной шкалы конденсационного термометра. Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
