Для чего применяется жидкостный термометр
Жидкостный термометр технический
Жидкостный термометр — это прибор для измерения температуры технологических процессов при помощи жидкости, которая реагирует на изменение температуры. Жидкостные термометры хорошо всем известны в быту: для измерения комнатной температуры или температуры человеческого тела.
Жидкостный термометр
Жидкостные термометры состоят из пяти принципиальных частей, это: шарик термометра, жидкость, капиллярная трубка, перепускная камера, и шкала.
Шарик термометра — это часть, где помещается жидкость. Жидкость реагирует на изменение температуры поднимаясь или опускаясь по капиллярной трубке. Капиллярная трубка представляет собой узкий цилиндр по которому перемещается жидкость. Часто капиллярная трубка снабжена перепускной камерой, которая представляет собой полость, куда поступает избыток жидкости. Если не будет перепускной камеры, то после того, как капиллярная трубка наполнится, создастся достаточное давление для того, чтобы разрушить трубку, если температура будет и дальше повышаться. Шкала — это часть жидкостного термометра, с помощью которой снимаются показания. Шкала откалибрована в градусах. Шкала может быть закреплена на капиллярной трубке, либо она может быть подвижной. Подвижная шкала дает возможность ее регулировать.
Принцип работы жидкостного термометра
Принцип работы жидкостных термометров основан на свойстве жидкостей сжиматься и расширяться. Когда жидкость нагревается, то обычно она расширяется; жидкость в шарике термометра расширяется и двигается вверх по капиллярной трубке, тем самым показывая повышение температуры. И, наоборот, когда жидкость охлаждается, она обычно сжимается; жидкость в капиллярной трубке жидкостного термометра понижается и тем самым показывает понижение температуры. В случае, когда имеется изменение измеряемой температуры вещества, то происходит перенос теплоты: сначала от вещества, чья температура измеряется, к шарику термометра, а затем от шарика к жидкости. Жидкость реагирует на изменение температуры двигаясь вверх или вниз по капиллярной трубке.
Тип используемой жидкости в жидкостном термометре зависит от диапазона измеряемых термометром температур.
Жидкостные термометры с частичным погружением
Конструкция многих жидкостных термометров предполагает, что они будут висеть на стене, и вся поверхность термометра входит в соприкосновение с веществом, температура которого измеряется. Однако, некоторые виды промышленных и лабораторных жидкостных термометров сконструированы и откалиброваны таким образом, что предполагают их погружение в жидкость.
Из термометров, используемых таким образом наиболее широко применяются термометры с частичным погружением. Для того, чтобы получить точные показания с помощью термометра с частичным погружением, погружают его шарик и капиллярную трубку только до этой линии.
Термометр жидкостный с частичным погружением
Термометры с частичным погружением погружаются до отметки для того, чтобы компенсировать изменения температуры окружающего воздуха, которые могут на жидкость, находящуюся внутри капиллярной трубки. Если изменения температуры окружающего воздуха (изменения температуры воздуха вокруг термометра) вероятны, то они могут вызвать расширение или сжатие жидкости внутри капиллярной трубки. В результате на показания будет влиять не только температура вещества, которая измеряется, но и температура окружающего воздуха. Погружение капиллярной трубки до отмеченной линии снимает воздействие температуры окружающего воздуха на точность показаний.
В условиях промышленного производства часто необходимо измерять температуры веществ, проходящих по трубам или находящихся в емкостях. Измерение температуры в этих условиях создает две проблемы для прибористов: как измерить температуру вещества, если нет непосредственного доступа к этому веществу или жидкости, и как вынимать жидкостный термометр для осмотра, проверки или замены не останавливая технологического процесса. Обе эти проблемы устраняются, если применять измерительные каналы для ввода термометров.
Измерительный канал с введенным термометром
Измерительный канал для ввода термометра представляет собой канал в виде трубы, который закрыт с одного конца и открыт с другого. Измерительный канал предназначен для того, чтобы в него помещать шарик жидкостного термометра и таким образом оградить его от веществ, которые могут вызывать коррозию, отравляющих веществ, или под высоким давлением. Когда применяются измерительные каналы для ввода термометров, то теплообмен происходит в форме непрямого контакта (через измерительный канал) вещества, чья температура измеряется, и шариком термометра. Измерительные каналы представляют собой уплотнение для повышенного давления и предотвращают выход наружу жидкости, температура, которой измеряется.
Измерительные каналы делаются стандартных размеров, так что они могут использоваться с различными типами термометров. Когда термометр устанавливается в измерительный канал, то его шарик вставляется в канал, а поверх термометра накручивается гайка, чтобы закрепить термометр.
Термометр жидкостный
Содержание
Принцип действия
Принцип действия стеклянных жидкостных термометров основан на тепловом расширении термометрической жидкости, заключенной в термометре. При этом, очевидно, показания жидкостного термометра зависят не только от изменения объема термометрической жидкости, но также и от изменения объема стеклянного резервуара, в котором находится эта жидкость. Таким образом, наблюдаемое (видимое) изменение объема жидкости преуменьшено на размер, соответственно равный увеличению объема резервуара (и частично капилляра). Для заполнения жидкостных термометров применяют ртуть, толуол, этиловый спирт, керосин, петролейный эфир, пентан и т. д.
Классификация
Термометры стеклянные жидкостные по назначению и области применения могут быть разделены на следующие группы:
Стеклянные жидкостные термометры, применяемые в технике, бывают следующих разновидностей:
В качестве образцовых применяются следующие термометры:
В зависимости от конструктивных форм различают 2 основных типа конструкция жидкостных термометров:
Палочные термометры имеют массивный (толстостенный) капилляр с внешним диаметром 6—8 мм, почти равным диаметру резервуара. Шкала у этих термометров наносится непосредственно на внешней поверхности капилляра.
Термометры со вложенной шкалой обладают большей инерционностью, чем палочные, но они более удобны для наблюдения при измерении температур в лабораторных и производственных условиях.
Ртутный жидкостный термометр
Из жидкостных термометров наибольшее распространение получили ртутные. Они обладают рядом преимуществ благодаря существенным достоинствам ртути, которая не смачивает стекла, сравнительно легко получается в химически чистом виде и при нормальном атмосферном давлении остается жидкой в широком интервале температур (от —38,87 до +356,58° С). Следует также отметить, что давление насыщенных паров ртути при температуре, превышающей 356,58° С, невелико по сравнению с давлением насыщенных паров других жидкостей. Это дает возможность относительно небольшим увеличением давления над ртутью в капилляре заметно повысить ее температуру кипения, а вместе с тем и расширить температурный интервал применения ртутных термометров.
К числу недостатков ртути с точки зрения термометрии следует отнести сравнительно малый коэффициент расширения. При измерении температуры термометрами, заполненными органическими жидкостями, необходимо иметь в виду, что они смачивают стекло, а вследствие этого понижается точность отсчета показаний.
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
Блог судового электромеханика. Электроника, электромеханика и автоматика на судне. Обучение и практика. В помощь студентам и специалистам
12.05.2018
Принцип действия жидкостных термометров
Основными элементами термометра (рис. 1) являются: стеклянный резервуар 4 цилиндрической, шаровой или иной формы с припаянным к нему стеклянным капилляром 1 и расположенная вдоль капилляра шкала 2, градуированная в °С. Весь резервуар и часть капилляра заполняет жидкость 3.
С возрастанием температуры объем жидкости увеличивается и ее столбик в
капилляре поднимается. Верхний конец 4 столбика служит указателем температуры.
Градусная шкала наносится либо непосредственно на внешнюю поверхность толстостенного капилляра (палочные термометры), либо на специальную пластинку, расположенную внутри внешней стеклянной оболочки (термометр с вложенной шкалой), либо на прикладную пластинку, к которой прикрепляется капилляр (термометр с наружной шкалой).
Основные метрологические характеристики жидкостных промышленных термометров приведены в табл. 1.
Жидкостные термометры просты в эксплуатации, достаточно точны, взрывобезопасны и имеют равномерную шкалу. К недостаткам следует отнести большую тепловую инерционность, невозможность автоматической записи показаний и передачи их на расстояние. Кроме того, для жидкостных термометров характерно термическое последействие стекла (депрессия), в результате чего временно искажаются показания и нарушается зависимость объема жидкости резервуара от температуры.
Поэтому необходимо периодически определять положение точки 0°С; значение ее смещения алгебраически вычитается из величины поправок, приведенных в паспорте термометра.
Термометры и сферы их применения
Термометрами измеряют температуру газов, в том числе воздуха, жидкостей, 
почв, температуру тела, предметов. С их помощью контролируют технологические процессы в промышленности, сельском хозяйстве, в научных исследованиях, в медицине и фармакологии.
Промышленность выпускает термометры самого разного типа, назначения, сложности, точности и стоимости. Для бытовых целей можно приобрести надежный, довольно точный, несложный прибор за совсем небольшие деньги. Для научно-исследовательских целей используются лабораторные термометры, купить которые тоже можно недорого.
Для производства или науки изготавливаются узкоспециализированные термометры, разработанные для определенных условий, работающие в определенном диапазоне, с заданной точностью. В зависимости от сферы применения, термометры можно условно разделить на несколько групп:
— технические и промышленные;
— лабораторные;
— метеорологические;
— сельскохозяйственные;
— для нефтепродуктов;
— виброустойчивые;
— бытовые.
Технические и промышленные термометры применяют в трубопроводах, промышленных установках и емкостях, в рефрижераторах, в летательных аппаратах для постоянного мониторинга состояния среды.
Лабораторный термометр отличается высокой точностью измерений. Такие приборы применяются для измерения температуры в различных средах (например, жидкостный термометр), а также в качестве эталонных измерительных устройств. Востребованы в биологии, аналитической химии, для измерения очень высоких температур. Большинство моделей — это стеклянные термометры, они считаются наиболее практичными, могут измерять доли градуса. Выпускаются модели с пришлифованным конусом на корпусе для установки в лабораторную посуду.
Метеорологические термометры применяются для измерения температуры воздуха, скорости изменения температуры, минимальной и максимальной температуры в отрезок времени, для определения температуры поверхностного слоя воды, глубинных или поверхностных слоев почвы. Метеорологические термометры часто входят в комплект психрометров, определяющих одновременно и влажность воздуха.
Совершенно необходимы термометры и в сельском хозяйстве. В частности, можно купить термометр для инкубатора, для измерения тела животных, температуры в овощном бурте. Например, перегрев яиц в инкубаторе всего в течение нескольких минут может привести к тому, что птенцы погибнут или родятся больными, поэтому контроль температуры необходим. Очень многие с/х процессы требуют точного соблюдения температурного режима, например, при хранении зерна, овощей и фруктов, мясо-молочной продукции, при проращивании и протравливании семян.
Термометры для нефтепродуктов и для испытания нефтепродуктов применяются 
в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и химической индустрии.
Виброустойчивые термометры устанавливаются в приборах, подверженных постоянному воздействию вибрации.
Бытовые термометры предназначены для массового применения. К ним относятся и термометры для жидкостей (для измерения температуры молока, воды в детской ванночке), и для измерения температуры воздуха в комнате или за окном, и температуры тела.
Для точного контроля температуры рабочей среды можно купить термометр биметаллический, цена на который доступная, а качество высокое — предлагается модель «Термометр биметаллический тб 63». Конечно, в магазине «ПраймКемикалсГрупп» можно купить термометр для жидкости, в частности термометр сп 2п, термометр технический и другие модели и виды этих измерительных приборов.
Обзор термометра жидкостного стеклянного — особенности и недостатки
Часто при ремонтных работах или во время экспериментов приходится измерять температуру среды, погрузив в нее измерительное устройство. Для таких замеров необходим жидкостный термометр.
Термометры технические, в основе которых лежит жидкостная система (нагрев рабочей жидкости), зачастую изготовлены из обычного стекла, поэтому являются крайне хрупкими.
Бытовой жидкостный термометр
Жидкостный термометр (например, популярный ТТЖ М или ТС-7-М1) применяется в быту, на улицах, внутри зданий, в больницах.
Термометр с изогнутым каналом для снятия показаний в кипятильниках и трубах
Что такое жидкостный термометр. Принцип работы
В основе термометрического измерения лежит принцип теплового расширения жидкостей.
Технический термометр состоит из 5 компонент:
Шариком является та часть устройства, куда помещается жидкость (например, ртуть, керосин или спирт). Капилляр – это узкий цилиндрический канал. Из-за сильного повышения температуры (например, в жарких странах, где температура достигает 43-45 градусов), простые ртутные термометры могут лопаться. Жидкость расширяется настолько, что занимаемый ею объем превышает объем шарика и капилляра. Поэтому многие термометры снабжают перепускной камерой — специальным пространством, в которое перетекает избыток жидкости.
Термометры жидкостного типа классифицируют по видам используемых жидкостей: ртуть, спирт, керосин, ртутные сплавы, метилкарбитол и пр.
Ртутные выделяются металлическим столбиком, красные столбики бытовых термометров чаще всего являются компонентами спиртовых конструкций (в спирт добавляют краситель красного или синего цвета, чтобы удобнее было снимать показания). Добавление красителей изменяет температурные характеристики смеси.
Температура испарения ртути достаточно низкая, и поэтому ее можно использовать даже при высоких температурах. При показаниях выше 600 градусов ртуть превращается в чистый металлический газ и перестает расширяться, так как стремится перейти в плазменное состояние.
Ртуть – жидкий металл, входящий в состав многих термометров
Есть термометры, которые предназначены для снятия температурных показаний жидкостей, такие приборы рассчитаны на погружение. Это могут быть устройства с полным погружением или частичным. У последних снизу, где расположен капилляр, имеется метка, до которой следует погружать устройство, чтобы снятые показания были максимально точными.
Эта отметка позволяет произвести компенсацию скачков температуры воздуха, которые непосредственно влияют и на жидкость.
Жидкостные термометры широко используют на предприятиях и заводах, чтобы снимать показания температуры жидких растворов и веществ, протекающих по технологическим трубам. Такие процедуры усложняют измерение температуры жидкости из-за недостаточного доступа. В трубках и резервуарах создают специальные измерительные каналы для ввода устройства и снятия показаний.
Правила использования и меры предосторожности
Термометры состоят в основном из стекла и жидкости. Они представляют опасность по двум причинам: битое стекло и токсичность активного вещества.
Ртуть – очень токсичное вещество
В химической промышленности чаще применяют ртутные или спиртовые термометры. Лабораторные эксперименты требуют высокой точности, а жидкостные устройства позволяют выполнить процедуры на высшем уровне. Для этого используется большой объем ртути. Работая с такими устройствами, под термометром следует держать специальный поднос, чтобы в случае разрушения как можно быстрее собрать ртуть.
Главное в случае разбитого термометра – быстро собрать ртуть
Падая с высоты человеческого роста, ртуть быстро раскалывается на много шариков и разлетается во все стороны. Шарики токсичного жидкого металла попадают в щели пола, во все отверстия и трещины.
Ртуть – очень текучий металл. Собрать ее полностью – непростая задача. Постепенно ртуть начнет испаряться, создавая опасный токсичный фон. Проветрить помещение от ртутных паров непросто, так как ртутный пар – это очень тяжелый газ.
Процедура удаления ртути из помещения называется демеркуризацией.
Если термометр разбился, все работы должны быть немедленно прекращены, ртуть должна быть сразу убрана. Уборка ртути означает следующие действия:
Плюсы и минусы жидкостных термометров
Основные минусы приборов — небезопасность жидкостей в случае разгерметизации (особенно в случае с токсичной ртутью) и невозможность применения в экстремально низких или высоких температурах.
Цена деления большинства термометров составляет 1-2 градуса по шкале Цельсия. Это позволяет производить вычисления достаточно точно, однако диапазон температур у каждой модели свой.
Достоинствами жидкостных термометров является широкая сфера применения – как в бытовых и медицинских целях, так и воздушных, паровых, газовых и силовых установках.
Популярные модели жидкостных термометров, их цены и сравнение
К самым популярным относятся приборы ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1.
Популярные жидкостные приборы: ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1
ТТЖ-М исп4
Термометр выпускает компания «Стеклоприбор». Г-образная форма предусматривает снятие показаний в различных кипятильных устройствах с предусмотренным клапаном. Средняя цена устройства – 350 рублей.
Активным веществом выступает керосин, цена деления шкалы – 2 градуса. Длина погружной части составляет 6,5 см, измеряемый диапазон – от 0 до +100 градусов Цельсия.
ТС-7-М1 исп1
БТ-52.220
Биметаллический прибор, Разработан специально для агрессивных сред, которые встречаются на нефтедобывающих, пищевых и химических производствах.
Устойчив к коррозии, позволяет менять диапазоны температур. Средняя цена — 1200 рублей.
Жидкостное устройство, выпускается компанией «Термоприбор». Средняя цена — порядка 2000 рублей.
Прибор работает только в плюсовых диапазонах. Конструкция позволяет использовать четыре диапазона: минимальный – от 0 до +100 градусов Цельсия, максимальный – от 0 до +300 градусов.
Прибор устойчив к вибрациям, используется в цехах, на машиностроительных фабриках. Рабочая жидкость — ртуть.