Лекция 5.

План:

5.1 Принцип действия манометрических термометров.

5.2 Погрешности , достоинства и недостатки манометрических термометров.

5.3 Разновидности манометрических термометров.

5.1 Действие манометрических термометров основано на использо­вании зависимости давления вещества, находящегося в герметично замкнутой термосистеме, при постоянном объеме от температуры. Замкнутая измерительная система манометрического термометра состоит (рис. 3) из металлического термобаллона (чувствительного элемента) 1, вос­принимающей температуру измеряемой среды, манометрической пружины 2, и длинного соединительного металлического капилляра 3.

5.2 Погрешности манометрических термометров:

• - основная - вызывается несовершенством работы пружины и передаточного механизма

• - барометрическая - связанная с изменением атмосферного давления

• - температурная (у газовых и жидкостных) - возникающая при колебаниях температуры окружающего воздуха

• гидростатическая (у жидкостных и конденсационных) - появляющуюся при установке термобаллона и пружины на разных уровнях

Достоинствами манометрических термометров являются: сравнительная простота конструкции и применения, возможность 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 4,1; реже 1,0); небольшое расстояние дистанционной передачи (не более 60 м) и трудность ремонта при разгерметиза­ции и верительной системы.

5.3 Манометрические термометры подразделяют на:

1) жидкостные; в качестве термо­метрического вещества чаще используют ртуть, интервал температур от –25 до 600°С и реже органические жид­кости: метиловый спирт или ксилол С₆Н₄(СН₃)₂, в интервале температур от –80 до 320°С. Длина капилляра ограничена до 10 м.

2) конденсационные, в которых термобаллон заполнен на ³/₄ жид­костью с низкой температурой кипения и частично (¹/₄) – ее насыщен­ными парами, а соединительный капилляр и манометр – насыщен­ными парами жидкости или, чаще, специальной передаточной жид­костью (глицерин-пропантриоль). Рабочее вещество: ацетон (С₃Н₆О), этилбензол (С₈Н₁₀), ртуть, фреон 22 (СНF₂Cl) и т.д. Диапазон: -50 ¸+300 °С. Длинна капилляра £ 25 м. Отсутствует погрешность за счет температуры окружающей среды, так как давление внутри капилляра за счет перераспределения жидкости и газа остается неизменным.

3) газовые (заполнены инертным газом). Рабочее вещество: Азот, реже Гелий. Интервал температур: –160 ¸ +600°С. Длина капилляра £ 25 м, Æ термобаллона 22 мм.

При постоянном объеме газа зависимость его давления от тем­пературы определяется выражением:

р_t= р_о×(1 + b × t) – давление создаваемое рабочим веществом.

где р_о – давление газа при температуре 0°С;

b – термический коэффициент давления газа, К^–1(для идеального газа b = 1/Т_о = 0,003661 К^–1, а для азота b = (0,003661–0,000013×р_о) К^–1).