Yksi tärkeimmistä fysikaalisista parametreista, joita useimmiten tutkitaan, tarkkaillaan ja korjataan, oli kyse sitten ihmisen arjesta, tuotantosyklistä tai laboratoriotutkimuksesta, on lämpötila-indikaattori. Ominaisuuksista, teknisistä ominaisuuksista ja toimintamekanismista riippuen lämpötilanmittauslaitteilla on tietty luokitus eri tyyppeihin: perinteiset nestelaitteet tai monimutkaiset, edistykselliset elektroniset ja lasermittarit, jotka ovat arvokas vaihtoehto tutulle kotitalouslämpömittarille. Tietysti tällaisten laitteiden käyttöpaikka on perustavanlaatuinen ja ratkaiseva tekijä.
Laitetyypit lämpötilan mittaamiseen
Tarvittavan tutkimuksen suorittamiseen tarkoitetut laitteet, mukaan lukien ilman lämpötilan mittauslaite, eroavat rakenteeltaan sekä toimintaperiaatteeltaan, mikäkäytetään mittauksiin. Riittävän laaja käyttö kontakti- ja kaukolämpömittareissa, joita kutsutaan muuten pyrometreiksi. Lisäksi lämpötilan mittauslaiteryhmien luokittelu:
- Lasista ja metallista valmistetut nestemäiset paisuntalämpömittarit, jotka pyrkivät muuttamaan kappaleiden tilavuutta eri lämpötiloissa. Niiden toiminta-alue on -190 - +500 °С.
- Manometriset lämpömittarit, jotka käyttävät suljetussa tilavuudessa olevan kaasumaisen aineen lämpötilan vaihtelun ja paineen välistä suhdetta. Työskentele arvoilla -160 - +600 °C.
- Sähkövastuslämpömittarit toimivat luottaen johdinmateriaalien kykyyn muuttaa sähkövastusta niiden lämpeneessä ja jäähtyessään. Tehokas lämpötiloissa -200 - +650 °С.
- Lämpösähköiset muuntimet - lämpöparit. Ovat mukana alueella 0 - +1800 °C. Nämä lämpötilanmittauslaitteet käyttävät kahden eri metallin ja metalliseoksen ominaisuutta sähkömotorisen voiman tuottamiseksi, kun liitoksen lämpötila muuttuu.
- Laite lämpötilan mittaamiseen +100 - +2500 °С - säteilypyrometri (valosähköinen, optinen, säteily). Toiminta johtuu siitä, että kiinteä indikaattori vaikuttaa kehon säteilemän lämmön määrään. Viittaa kosketuksettomaan mittaustyyppiin. On olemassa kiinteitä ja liikkuvia, matalan ja korkean lämpötilan pyrometrejä.
Lämpömittarit ja anturit
Toisen lämmönkiinnityslaitteiden luokituksen mukaanne on jaettu lämpömittareihin ja lämpötila-antureisiin.
Ensimmäiset ovat mekaanisia instrumentteja, mukaan lukien kaasutäytteiset mittarit, bimetallit, lasilämpötilamittarit ja yhdistelmäohjaimet.
Lämpöanturit ovat erittäin tarkkoja ja kehittyneitä elektronisia laitteita nesteiden ja kiinteiden aineiden lämpötilalukemien kiinnittämiseen. Näihin tulisi kuulua vastuslämpömittarit, termoparit, anturin lukemien muuntimet ja relemekanismeilla varustetut merkinantolaitteet.
Uusimmat lämpöilmaisimet on varustettu USB-liitännällä, muistilla tutkimusten tallentamista ja analysointia varten sekä laserosoittimella.
Veden lämpötilamittarit
Jokaiselle yksittäiselle veden, kylmien ja kuumien liuosten lämpötilan mittauslaitteille on ominaista erityinen toimintaperiaate. On olemassa yleislaitteita, jotka soveltuvat myös ilmanilmaisimien mittaamiseen.
Nestelämpömittarit
Lasiset nestemittarit tunnetaan alkeellisimpina ja tarkimpina lämpömittareina, joita on saatavana suorina ja kulmikkaana. Ja niiden sovellusalue on teknisten laitteiden sekä yleishyödyllisten palvelujen analyysi (mittaukset putkissa). Laitteet sopivat arvoille -35 - +600 °C ja herkänä elementtinä käytetään useimmiten elohopeaa ja lukemat tallennetaan asteikolla.
Käyttöpaikasta ja rakenteellisista ominaisuuksista riippuen erotetaan lääketieteelliset, tekniset, sähkökosketus-, neste-, tikku- ja muut laitteet.
Veden lämpötilan mittaamiseen valitaan erityinen laite ottaen huomioon sallitun mittausvirheen.
Laitteet ilman lämpötilan määrittämiseen
Ensimmäinen laite ilman lämpötilan mittaamiseen on lasilämpömittari, jonka aktiivinen nesteelementti voi olla elohopeaa, etyylialkoholia, tolueenia ja muita aineita.
Erittäin tarkat elohopeamittarit ovat tikkuja ja niissä on upotettu lasivaaka. Niillä on kysyntää laboratoriotutkimuksessa tuotannon ja lääketieteen eri aloilla. Tikkulämpömittari on varustettu läpinäkyvällä lämmönkestävällä asteikolla varustetulla kapillaariputkella, ja toisen tyyppisille mittareille on ominaista, että sen takana on erillisellä levyllä asteikkojaot ja koko mekanismia suojaa kotelo, kestävä lasi.
Jos laitteessa on sähkökoskettimia, sitä kutsutaan lämpöhälyttimeksi, ja säiliön ja kapillaarin sisällä oleva herkkä neste näyttää ympäröivän tilan todellisen lämpötilan.
Termostaattien ja hälytysten ominaisuudet
Edellä mainittujen lisäksi on muita lämpötilan mittauslaitteita. Esimerkiksi lämpötilasäätiminä ja merkinantolaitteina sauvadilatometreja käytetään herkkien osien kanssa, jotka on valmistettu erilaisista metalliseoksista, jotka venyvät, kun niitä kuumennetaan eri määrällä.
Sama periaate luonnehtii toisen tyyppistä lämpömittaria - bimetallista, jossa on lämpöherkkä jousi juotettuna metallipariinlevyt, joilla on eri lämpölaajeneminen. Kuumennettaessa jousi taipuu kohti matalamman lämpökertoimen levyä ja tarvittava lämpötilan ilmaisin löytyy taivutuksen suuruudesta.
Sähkölämpömittari
Ympäristön lämpöparametrien etätallennukseen alueella -15 - +125 °C kosketukseton lämpötilan mittauslaite - aspiraatioelektrotermometri - on erinomainen. Sen laite sisältää mittarin ja anturin, jotka on kytketty toisiinsa johdolla.
Anturielementti on anturin ohuin kuparilanka, joka on kierretty spiraaliksi hehkulangan runkoon.
Mitä laitteet ovat kehon lämpötilan mittaamiseen
Kehon lämpötilaa mitataan rutiininomaisesti lämpömittarilla. Mutta nykyään on monia muita lämpömittareita, jotka eroavat ulkonäöltään ja toimintaperiaatteiltaan.
Yleisimmät laitteet, joihin lämpömittarimme kuuluu, toimivat elohopean, kerosiinin, alkoholin ja muiden nesteiden lämpölaajenemisessa. Ne ovat edullisia, käytännöllisiä ja kohtuullisen tarkkoja, varsinkin elohopeat, vaikka herkän lasikotelon myrkyllinen sisältö sisältää jonkin verran riskiä.
Elektroninen tai digitaalinen kehon lämpötilan mittauslaite näyttää halutun arvon sisäänrakennetun anturin ansiosta, mutta sen hinta on paljon korkeampi kuin nestemäisten "kollegoiden" hinta. Nämä lämpömittarit ovat kontakteja.
Infrapunapyrometrit eivät vaadi suoraa kosketustahenkilö, joka toimii etänä. Ultraherkkä anturi lukee säteilyn määrän 2-15 sekunnissa ja näyttää tuloksen näytöllä. Nämä kosketuksettomat lämpötilanmittauslaitteet sopivat erinomaisesti pienten lasten perheille, nukkumissairaustilanteisiin jne. Lisäksi ne soveltuvat kotitalouksien ruoanlaittoon ja tehokkaampia tyyppejä käytetään sähkövoimassa, rakennustyömailla, metallurgiassa ja muilla aloilla.
Kun etäpyrometriä tarvitaan
On usein tilanteita, joissa lämpötilan mittaaminen kosketuksella on mahdotonta tai yksinkertaisesti hankalaa. Tällaisissa tapauksissa tarvitset pyrometrin - laitteen lämpötilan etämittaukseen, nimittäin:
- mitattaessa erittäin kuumennetun kehon tai myrkyllisen ympäristön indikaattoreita;
- vaikealla pääsyllä ja pienellä virheellä voit tehdä mittauksia kymmenien metrien etäisyydeltä;
- havaittaessa mekanismeja liikkeessä, ja tämä kestää sekunnin murto-osan;
- rakennuksen sähköturvallisuuden diagnosoinnissa, kun tällainen mittari on kätevä etäskannaukseen useilla syrjäisillä alueilla.
Mitkä laitteet voivat mitata metallin lämpötilaa
Metallurgisessa teollisuudessa sulat metalliseokset vaativat kestävän instrumentin korkeiden lämpötilojen mittaamiseen.
Jo aiemmin kuvatut pyrometrit katsotaan sellaisiksi. Ne kiinnittävät lämpösäteilyn etäältä,joka kuvaa metallin todellista lämpötilaa. Ultrakorkeiden lämpöilmaisimien vaikeissa olosuhteissa kosketukseton menetelmä on ihanteellinen. Nestekidenäyttö näyttää seuraavat tiedot:
- todellinen lämpötila Fahrenheit ja Celsius;
- rajalämpötilat;
- akun lataus.
Mittaussuureen maksimitarkkuus voidaan saavuttaa vain, kun kohteen ja etälaitteen välillä ei ole häiriötä lämpöä absorboivien höyryjen tai kiinteiden aineiden muodossa. Jos metalliseoksesta on tehtävä mittauksia kuljetuskauhassa tai pullotuksen aikana, tulee hyväksyä ehto, että lämpötilan osoitin on pienempi kuin todellinen ja se määritetään laskelmilla.
Tämän menetelmän epätarkkuuden välttämiseksi metallin lämpötilan mittaamiseen käytetään toista laitetta, nimittäin mustarunko-simulaattoria. Se upotetaan sulatteeseen ja esitetään putken muodossa, jossa on suljettu tai avoin pää, ontto kartio tai tulenkestävästä metallista valmistettu kuppi. Joka tapauksessa lämpötilamittarilla on oltava erinomainen lämmönkestävyys, kemikaalien kestävyys ja erinomainen lämmönjohtavuus, jotta se antaa poikkeuksellisen tarkat lukemat.
Moottorin lämpötilan mittaaminen
Pitkäaikainen käyttö sekä koneiden ja mekanismien säännölliset korjaukset edellyttävät erikoislaitteiden läsnäoloa, mukaan lukien laite moottorin lämpötilan mittaamiseen. Näitä ovat lämpöparit, termistorit ja laajennuslämpömittarit.
Termoparit – erittäin kätevät ja leveätautoilijoiden keskuudessa tunnetut laitteet pintojen, käämien ja moottorin sisäisen ontelon lämpötilan mittaamiseen. Näiden lämpötila-anturien avulla voit tallentaa tietoja jopa vaikeapääsyisiltä moottorin alueilta, uriin ja ytimiin. Ne ovat kaksi eri metallista eristettyä johtoa, joiden päät on juotettu toiselta puolelta ja jotka on sijoitettu tiettyyn mittauspisteeseen. Toiset päät on kytketty millivolttimittariin ja lämpömittariin, ja niiden lukemien summa määrittää todellisen lämpötila-arvon.
Elohopea- ja alkoholipaisuntalämpömittarit ovat erittäin käteviä tarvittavien mittausten tekemiseen esteettömiltä alueilta: käämitys, eri osien avoin pinta sekä moottorista lähtevä (tai sisään tuleva) ilmavirta. Kuparilankakäämin muotoiset termistorit asennetaan samanaikaisesti useisiin moottorin paikkoihin, jolloin ne kytketään päälle vuorotellen, otetaan kiinteät lukemat ja määritetään keskiarvo.
Lämpötilamittauksissa käytettävät toissijaiset laitteet
Yritetään määritellä mikä on teollinen toisiolämpötilan mittauslaite. Itse asiassa tämä automaattinen laite on tärkeä lisä päämittariin, joka kaappaa ja muuntaa tallennetut indikaattorit luettavaan muotoon. Se on tarpeen selkeän ohjauksen, signaloinnin ja oikea-aikaisen lämpötilan säätelyn toteuttamiseksi niissä poikkeustapauksissa, joissa esiintyy poikkeamia käyttöolosuhteiden määrittelemistä parametreista. Kiinteät ja kannettavat toissijaiset sähkölaitteet erotetaan erikseen.
Yleensä toissijaiset laitteetlämpötilan mittausta varten on kestävä teräskotelo ja niissä on asteikko. Arvot kirjataan lämpöpareista, venymäantureista, vastuslämpömittareista, muuntimista ja muista laitteista tallennetun kaavion mukaisesti.
Tiedon esittämisen eri tavat huomioon ottaen toissijaiset laitteet tulisi jakaa tallennus- ja näyttölaitteet, yksi- ja monikanavaiset, kaksitoimiset ja yksialue. Signalointimekanismin läsnä ollessa nämä laitteet osoittavat välittömästi ei-hyväksyttävän lämpötilan muutoksen, joka poikkeaa vaaditusta arvosta. Tämä auttaa ylläpitämään kaikkien niihin liittyvien reaktioiden ja teknisten prosessien loogista kulkua.
Kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden lämpötila-indikaattoreita tallentavien laitteiden kanssa kannattaa suhtautua vakavasti halutun laitteen valintaan. Ensisijaisia huomioitavia tekijöitä ovat lämpötila-arvojen sallitut rajat, suurin etäisyys, jolta mittauksia voidaan tehdä (näkemys), tarkkuus. Ja tietysti tietyntyyppisen lämpömittarin käyttöalue otetaan huomioon.
