Vienas iš svarbiausių fizikinių parametrų, kuris dažniausiai tiriamas, stebimas ir koreguojamas, nesvarbu, ar tai būtų žmogaus kasdienybė, ar gamybos ciklai, ar laboratoriniai tyrimai, yra temperatūros indikatorius. Priklausomai nuo savybių, techninių savybių ir lemiamo veikimo mechanizmo, temperatūros matavimo prietaisai skirstomi į atskirus tipus: įprastus skysčių prietaisus arba sudėtingus, pažangius elektroninius ir lazerinius matuoklius, kurie yra verta alternatyva pažįstamam buitiniam termometrui. Žinoma, tokių prietaisų naudojimo vieta yra esminis ir lemiamas veiksnys.
Temperatūros matavimo prietaisų tipai
Būtiems tyrimams atlikti skirti prietaisai, įskaitant oro temperatūros matavimo prietaisą, skiriasi konstrukcija, taip pat veikimo principu, kurisnaudojami matavimams. Pakankamai plačiai naudojamas kontaktiniuose ir nuotoliniuose termometruose, kitaip vadinamuose pirometruose. Be to, temperatūros matavimo prietaisų grupių klasifikacija:
- Stikliniai ir metaliniai skysčių plėtimosi termometrai, kurių savybė keisti kūnų tūrį esant skirtingoms temperatūroms. Jų veikimo diapazonas yra nuo -190 iki +500 °С.
- Manometriniai termometrai, naudojantys ryšį tarp kintančios dujinės medžiagos, esančios uždarame tūryje, temperatūros ir slėgio. Dirbkite nuo -160 iki +600 °C.
- Elektrinės varžos termometrai veikia pasitikėdami laidininkų medžiagų gebėjimu keisti elektrinę varžą, kai jie įkaista ir vėsta. Veiksmingas esant temperatūrai nuo -200 iki +650 °С.
- Termoelektriniai keitikliai – termoporos. Dalyvauja diapazone nuo 0 iki +1800 °C. Šie temperatūros matavimo prietaisai naudoja dviejų skirtingų metalų ir metalų lydinių savybę generuoti elektrovaros jėgą, kai kinta sandūros temperatūra.
- Prietaisas temperatūrai nuo +100 iki +2500 °С nustatyti - spinduliuotės pirometras (fotoelektrinis, optinis, radiacinis). Veiksmas yra dėl to, kad fiksuotas indikatorius turi įtakos kūno skleidžiamos šilumos kiekiui. Nurodo nekontaktinį matavimo tipą. Yra stacionarių ir mobilių, žemos ir aukštos temperatūros pirometrų.
Termometrai ir jutikliai
Pagal kitą šilumos fiksavimo įtaisų klasifikacijąjie skirstomi į termometrus ir temperatūros jutiklius.
Pirmieji yra mechaniniai prietaisai, įskaitant dujomis užpildytus matuoklius, bimetalus, stiklo temperatūros matuoklius ir kombinuotus valdiklius.
Šilumos jutikliai yra itin tikslūs pažangūs elektroniniai prietaisai, skirti fiksuoti skysčių ir kietųjų medžiagų temperatūros rodmenis. Tai turėtų būti varžos termometrai, termoporos, jutiklių rodmenų keitikliai ir signaliniai įtaisai su relės mechanizmais.
Naujausiuose šiluminiuose detektoriuose yra USB sąsaja, atmintis tyrimams išsaugoti ir analizuoti bei lazerinis žymeklis.
Vandens temperatūros matuokliai
Kiekvienas atskiras vandens, š altų ir karštų tirpalų temperatūros matavimo prietaisas pasižymi ypatingu veikimo principu. Yra universalių prietaisų, kurie tinka ir oro indikatoriams matuoti.
Skysčių termometrai
Stikliniai skysčių skaitikliai žinomi kaip patys paprasčiausi ir tiksliausi termometrai, kuriuos galima įsigyti tiesių ir kampuotų. O jų taikymo sritis – technologinės įrangos, taip pat komunalinių paslaugų analizė (matavimai vamzdynuose). Prietaisai tinka nuo -35 iki +600 °C, o gyvsidabris dažniausiai naudojamas kaip jautrus elementas, o rodmenys registruojami skalėje.
Priklausomai nuo panaudojimo vietos ir konstrukcijos ypatybių, išskiriami medicininiai, techniniai, elektrokontaktiniai, skystieji, lazdelės ir kiti prietaisai.
Konkretus prietaisas vandens temperatūrai matuoti parenkamas atsižvelgiant į leistiną matavimo paklaidą.
Įrenginiai oro temperatūrai nustatyti
Pirmasis prietaisas oro temperatūrai matuoti yra stiklinis termometras, aktyvus skystas elementas, kuriame gali būti gyvsidabris, etilo alkoholis, toluenas ir kitos medžiagos.
Aukšto tikslumo gyvsidabrio matuokliai yra lazdelės ir su įterptomis stiklinėmis svarstyklėmis. Jie yra paklausūs atliekant laboratorinius tyrimus įvairiose gamybos ir medicinos srityse. Termometras pagal lazdelę komplektuojamas su permatomu karščiui atspariu graduotu kapiliariniu vamzdeliu, o antrojo tipo skaitikliai pasižymi tuo, kad už jo ant atskiros plokštelės išsidėstę skalių skyreliai, o visas mechanizmas apsaugotas korpusu iš patvarus stiklas.
Jei įrenginyje yra elektrinių kontaktų, tai vadinama šiluminiu aliarmu, o rezervuare ir kapiliare esantis jautrus skystis rodo tikrąją aplinkos temperatūrą.
Termostatų ir aliarmų ypatybės
Be aukščiau išvardytų, yra ir kitų temperatūros matavimo prietaisų. Pavyzdžiui, kaip temperatūros reguliatoriai ir signalizacijos įtaisai, strypiniai dilatometrai naudojami su jautriomis dalimis, pagamintomis iš skirtingų metalų lydinių, kurios pailgėja kaitinant skirtingu kiekiu.
Tas pats principas būdingas ir kitam termometro tipui – bimetaliniam, su įdėta temperatūrai jautria spyruokle, prilituota prie metalo porosskirtingo šiluminio plėtimosi plokštės. Kaitinant spyruoklė lenkiasi link mažesnio šiluminio koeficiento plokštės, o reikiamos temperatūros indikatorius randamas pagal lenkimo dydį.
Elektrotermometras
Aplinkos šiluminiams parametrams nuo -15 iki +125 °C nuotoliniam fiksavimui puikiai tinka bekontaktis temperatūros matavimo prietaisas – aspiracinis elektrotermometras. Jo įrenginyje yra matuoklis ir jutiklis, sujungti vienas su kitu laidu.
Jutiklio elementas yra ploniausia varinė jutiklio viela, spirale suvyniota ant gijų rėmo.
Kokie prietaisai yra kūno temperatūrai matuoti
Kūno temperatūra reguliariai matuojama termometru. Tačiau šiandien yra daug kitų termometrų, kurie skiriasi savo išvaizda ir pagrindiniais veikimo principais.
Dažniausiai naudojami prietaisai, kuriems priklauso mūsų termometras, veikia šiluminį gyvsidabrio, žibalo, alkoholio ir kitų skysčių plėtimąsi. Jie yra nebrangūs, praktiški ir pakankamai tikslūs, ypač gyvsidabrio, nors nuodingas turinys trapioje vitrinoje kelia tam tikrą pavojų.
Elektroninis ar skaitmeninis prietaisas kūno temperatūrai matuoti rodo norimą reikšmę įtaisyto jutiklio dėka, tačiau jo savikaina gerokai didesnė nei skystų „kolegų“. Šie termometrai yra kontaktiniai.
Infraraudonųjų spindulių pirometrams nereikia tiesioginio kontakto suasmuo, veikiantis nuotoliniu būdu. Itin jautrus jutiklis nuskaito spinduliuotės kiekį per 2-15 sekundžių, parodydamas rezultatą ekrane. Šie bekontakčiai temperatūros matavimo prietaisai puikiai tinka šeimoms su mažais vaikais, miegantiems ligoniams ir pan. Be to, jie tinka namų ruošai, o galingesni tipai naudojami elektros, statybų, metalurgijos ir kitose pramonės šakose.
Kai reikia nuotolinio pirometro
Dažnai pasitaiko situacijų, kai išmatuoti temperatūrą kontaktiniu būdu neįmanoma arba tiesiog nepatogu. Būtent tokiais atvejais jums reikės pirometro - nuotolinio temperatūros matavimo prietaiso, būtent:
- matuojant stipriai įkaitusių kūnų ar toksiškos aplinkos rodiklius;
- sunkiai pasiekiami ir su nedidele paklaida galite atlikti matavimus dešimčių metrų atstumu;
- stebėdami judančius mechanizmus, ir tai užtruks sekundės dalį;
- diagnozuojant pastato elektros saugą, kai toks skaitiklis patogus nuotoliniam nuskaitymui daugelyje atokių vietovių.
Kokie prietaisai gali matuoti metalo temperatūrą
Metalurgijos pramonėje išlydyto metalo lydiniams aukštai temperatūrai matuoti reikalingas tvirtas prietaisas.
Pirmiau aprašyti pirometrai tokiais laikomi. Jie fiksuoja šilumos spinduliavimą per atstumą,charakterizuojanti tikrąją metalo temperatūrą. Esant sudėtingoms itin aukštų karščio rodiklių sąlygoms, idealus bekontaktis metodas. Skystųjų kristalų ekrane rodomi šie duomenys:
- faktinė temperatūra Farenheito ir Celsijaus laipsniais;
- pasienio temperatūros;
- baterijos įkrovimas.
Maksimalų išmatuoto kintamojo tikslumą galima pasiekti tik tada, kai tarp objekto ir nuotolinio prietaiso nėra trukdžių šilumą sugeriančių garų ar kietųjų medžiagų pavidalu. Jei reikia atlikti metalo lydinio matavimus transportavimo kaušelyje arba išpilstymo metu, reikia priimti sąlygą, kad temperatūros indikatorius bus žemesnis už tikrąjį ir bus nustatytas skaičiavimais.
Siekiant išvengti šio metodo netikslumo, metalo temperatūrai matuoti naudojamas kitas prietaisas – juodo korpuso simuliatorius. Jis panardinamas į lydalą ir yra vamzdžio su sandariu arba atviru galu, tuščiavidurio kūgio arba puodelio, pagaminto iš ugniai atsparaus metalo, pavidalu. Bet kuriuo atveju temperatūros matuoklis turi turėti puikų atsparumą karščiui, cheminį atsparumą ir puikų šilumos laidumą, kad būtų galima pateikti išskirtinai tikslius rodmenis.
Variklio temperatūros matavimas
Ilgalaikiam naudojimui, taip pat periodiniam mašinų ir mechanizmų remontui reikalinga speciali įranga, įskaitant variklio temperatūros matavimo prietaisą. Tai apima termoporas, termistorius ir plėtimosi termometrus.
Termoporos – labai patogios ir plačiosvairuotojų žinomi prietaisai paviršių, apvijų ir variklio vidinės ertmės temperatūrai matuoti. Naudodami šiuos temperatūros jutiklius galite įrašyti duomenis net sunkiai pasiekiamose variklio vietose, grioveliuose ir šerdyse. Tai du izoliuoti skirtingo metalo laidai, kurių galai išlituoti vienoje pusėje, kurie dedami tam tikrame matavimo taške. Antrieji galai yra prijungti prie milivoltmetro ir termometro, o jų rodmenų suma lemia tikrąją temperatūros reikšmę.
Gyvsidabrio ir alkoholio plėtimosi termometrais labai patogu atlikti reikiamus matavimus prieinamose vietose: apvijoje, atvirame įvairių dalių paviršiuje, taip pat oro sraute, išeinančiame (arba įeinančiame) iš variklio. Varinės vielos apvijos formos termistoriai montuojami vienu metu keliose variklio vietose, juos įjungiant paeiliui, fiksuojant rodmenis ir nustatant vidutinę vertę.
Antriniai temperatūros matavimo prietaisai
Pabandykime apibrėžti, kas yra pramoninis antrinės temperatūros matavimo prietaisas. Tiesą sakant, šis automatinis prietaisas yra svarbus pagrindinio skaitiklio priedas, fiksuojantis ir konvertuojantis įrašytus rodiklius į skaitomą formą. Tai būtina aiškaus valdymo, signalizavimo ir savalaikio temperatūros reguliavimo įgyvendinimui tais išskirtiniais atvejais, kai atsiranda nukrypimų nuo eksploatavimo sąlygų nurodytų parametrų. Stacionarūs ir nešiojamieji antriniai elektros prietaisai yra atskirti atskirai.
Paprastai antriniai prietaisaitemperatūros matavimui turi tvirtą apsauginį plieninį dėklą ir graduotą skalę. Reikšmės registruojamos pagal diagramą, įrašytą iš termoporų, deformacijų matuoklių, varžos termometrų, keitiklių ir kitų prietaisų.
Atsižvelgiant į įvairius informacijos pateikimo būdus, antrinius įrenginius reikėtų suskirstyti į įrašymo ir rodymo, vieno ir kelių kanalų, dviejų funkcijų ir vieno diapazono. Esant signalizacijos mechanizmui, šie įtaisai iš karto parodo nepriimtiną temperatūros pokytį, kuris skiriasi nuo reikiamos vertės. Tai padeda išlaikyti loginį visų reakcijų ir technologinių procesų, kuriuose jie dalyvauja, srautą.
Turint įvairius prietaisus, fiksuojančius dujų, skysčių ir kietųjų medžiagų temperatūros rodiklius, reikėtų rimtai žiūrėti į norimo įrenginio pasirinkimą. Pirminiai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti, yra leistinos temperatūros verčių ribos, didžiausias atstumas, kuriuo galima atlikti matavimus (matymas), tikslumas. Ir, žinoma, atsižvelgiama į konkretaus tipo termometro naudojimo apimtį.
