Jedným z najdôležitejších fyzikálnych parametrov, ktoré sa najčastejšie skúmajú, pozorujú a korigujú, či už ide o každodenný život človeka, výrobné cykly alebo laboratórne výskumy, je teplotný ukazovateľ. V závislosti od vlastností, technických vlastností a určujúceho mechanizmu činnosti existuje určitá klasifikácia zariadení na meranie teploty do samostatných typov: konvenčné kvapalné zariadenia alebo zložité, pokročilé elektronické a laserové merače, ktoré sú dôstojnou alternatívou k známemu domácemu teplomeru. Samozrejme, miesto použitia takýchto zariadení je zásadným a rozhodujúcim faktorom.
Typy prístrojov na meranie teploty
Zariadenia na vykonávanie potrebného výskumu, vrátane zariadenia na meranie teploty vzduchu, sa líšia dizajnom, ako aj princípom činnosti, ktorýpoužívané na merania. Dostatočne rozšírené použitie v kontaktných a diaľkových teplomeroch, inak nazývaných pyrometre. Okrem toho klasifikácia skupín prístrojov na meranie teploty:
- Sklenené a kovové kvapalinové expanzné teplomery, pracujúce s vlastnosťou meniť objem telies pri rôznych teplotách. Ich rozsah pôsobenia je od -190 do +500 °С.
- Manometrické teplomery, ktoré využívajú vzťah medzi meniacou sa teplotou plynnej látky umiestnenej v uzavretom objeme a tlakom. Pracujte pri hodnotách od -160 do +600 °C.
- Elektrické odporové teplomery fungujú tak, že sa spoliehajú na schopnosť materiálov vodičov meniť elektrický odpor, keď sa zahrievajú a ochladzujú. Účinné pri teplotách od -200 do +650 °С.
- Termoelektrické meniče - termočlánky. Sú zahrnuté v rozsahu od 0 do +1800 °C. Tieto prístroje na meranie teploty využívajú vlastnosti dvoch rôznych kovov a kovových zliatin na generovanie elektromotorickej sily pri zmene teploty spoja.
- Zariadenie na stanovenie teploty od +100 do +2500 °С - radiačný pyrometer (fotoelektrický, optický, radiačný). Akcia je spôsobená tým, že pevný indikátor ovplyvňuje množstvo tepla vyžarovaného telom. Vzťahuje sa na bezkontaktný typ merania. Existujú stacionárne a mobilné, nízkoteplotné a vysokoteplotné pyrometre.
Teplomery a senzory
Podľa inej klasifikácie zariadení na fixáciu tepladelia sa na teplomery a teplotné senzory.
Prvým sú mechanické prístroje vrátane plynomerov, bimetalov, sklených meračov teploty a kombinovaných ovládačov.
Tepelné senzory sú mimoriadne presné pokročilé elektronické zariadenia na fixovanie údajov o teplote v kvapalinách a tuhých látkach. Mali by zahŕňať odporové teplomery, termočlánky, prevodníky hodnôt snímačov a signalizačné zariadenia vybavené reléovými mechanizmami.
Najnovšie tepelné detektory sú vybavené rozhraním USB, pamäťou na ukladanie a analýzu štúdií a laserovým ukazovátkom.
Merač teploty vody
Každý jednotlivý prístroj na meranie teploty vody, studených a horúcich roztokov sa vyznačuje špeciálnym princípom činnosti. Existujú univerzálne prístroje, ktoré sú vhodné aj na meranie vzduchových indikátorov.
Tekutinové teplomery
Sklenené kvapalinomery sú známe ako najzákladnejšie a najpresnejšie teplomery, ktoré sú dostupné v priamych a uhlových vyhotoveniach. A rozsahom ich aplikácie je analýza technologických zariadení, ako aj komunálnych služieb (meranie v potrubiach). Prístroje sú vhodné pre hodnoty od -35 do +600 °C, pričom ako citlivý prvok sa najčastejšie používa ortuť a údaje sa zaznamenávajú na stupnici.
V závislosti od miesta aplikácie a konštrukčných prvkov sa rozlišujú medicínske, technické, elektrokontaktné, tekuté, tyčinkové a iné zariadenia.
Špecifické zariadenie na meranie teploty vody sa vyberá s ohľadom na prípustnú chybu merania.
Zariadenia na určenie teploty vzduchu
Prvým zariadením na meranie teploty vzduchu je sklenený teplomer, aktívny tekutý prvok, v ktorom môže byť ortuť, etylalkohol, toluén a ďalšie látky.
Vysoko presné ortuťové merače sú tyčové a so zabudovanou sklenenou stupnicou. Sú žiadané v laboratórnom výskume v rôznych oblastiach výroby a medicíny. Tyčový teplomer je vybavený priehľadnou žiaruvzdornou odstupňovanou kapilárou a druhý typ meračov sa vyznačuje tým, že dieliky stupnice sú umiestnené za ním na samostatnej platni a celý mechanizmus je chránený puzdrom z odolné sklo.
Ak sú v zariadení elektrické kontakty, nazýva sa to tepelný alarm a citlivá kvapalina vo vnútri nádrže a kapiláry ukazuje skutočnú teplotu okolitého priestoru.
Funkcie termostatov a alarmov
Okrem vyššie uvedených existujú ďalšie zariadenia na meranie teploty. Napríklad ako regulátory teploty a signalizačné zariadenia sa používajú tyčové dilatometre s citlivými časťami vyrobenými z odlišných kovových zliatin, ktoré sa pri zahrievaní predĺžia o iné množstvo.
Rovnakým princípom je charakteristický aj iný typ teplomeru - bimetalický, s vloženou teplotne citlivou pružinou priletovanou k páru kovudosky s rôznou tepelnou rozťažnosťou. V procese zahrievania sa pružina ohne smerom k doske s nižším tepelným koeficientom a požadovaný indikátor teploty sa zistí podľa veľkosti ohybu.
Elektrotermometer
Na diaľkový záznam tepelných parametrov prostredia v rozsahu od -15 do +125°C je výborný bezdotykový prístroj na meranie teploty - aspiračný elektrotermometer. Jeho zariadenie obsahuje merač a snímač, ktoré sú navzájom prepojené káblom.
Snímací prvok je najtenší medený drôt snímača, špirálovito navinutý na ráme z vlákna.
Aké sú zariadenia na meranie telesnej teploty
Telesná teplota sa bežne meria teplomerom. Dnes však existuje mnoho iných teplomerov, ktoré sa líšia vzhľadom a základnými princípmi fungovania.
Najbežnejšie prístroje, ku ktorým náš teplomer patrí, pracujú na tepelnej rozťažnosti ortuti, petroleja, alkoholu a iných kvapalín. Sú lacné, praktické a primerane presné, najmä tie ortuťové, aj keď jedovatý obsah v krehkom sklenenom obale prináša určité riziko.
Elektronické alebo digitálne zariadenie na meranie telesnej teploty ukazuje požadovanú hodnotu vďaka zabudovanému senzoru, no jeho cena je oveľa vyššia ako cena tekutých „kolegov“. Tieto teplomery sú kontaktné.
Infračervené pyrometre nevyžadujú priamy kontaktosoba konajúca na diaľku. Ultra citlivý senzor načíta množstvo žiarenia za 2-15 sekúnd a výsledok zobrazí na displeji. Tieto bezdotykové prístroje na meranie teploty sú ideálne pre rodiny s malými deťmi, pre spiacich a pod. Okrem toho sú použiteľné pri varení v domácnostiach a výkonnejšie typy sa používajú v elektroenergetike, na stavbách, v hutníctve a iných odvetviach.
Keď je potrebný diaľkový pyrometer
Často existujú situácie, keď je nemožné alebo jednoducho nepohodlné zmerať teplotu dotykom. Práve v takýchto prípadoch budete potrebovať pyrometer - zariadenie na diaľkové meranie teploty, a to:
- pri meraní indikátorov vysoko zahriatych tiel alebo toxického prostredia;
- s ťažkým prístupom as malou chybou môžete vykonávať merania na vzdialenosť desiatok metrov;
- pri pozorovaní mechanizmov v pohybe a bude to trvať zlomok sekundy;
- pri diagnostike elektrickej bezpečnosti budovy, keď je takýto merač vhodný na vzdialené skenovanie v mnohých odľahlých oblastiach.
Aké zariadenia dokážu merať teplotu kovu
V metalurgickom priemysle vyžadujú zliatiny roztavených kovov robustný prístroj na meranie vysokých teplôt.
Za také sa považujú už opísané pyrometre. Fixujú tepelné žiarenie na diaľku,charakterizujúce skutočnú teplotu kovu. V ťažkých podmienkach indikátorov ultravysokého tepla je ideálna bezkontaktná metóda. Na LCD sa zobrazia nasledujúce údaje:
- skutočná teplota Fahrenheita a Celzia;
- hraničné teploty;
- nabitie batérie.
Maximálnu presnosť meranej veličiny je možné dosiahnuť len vtedy, keď medzi objektom a vzdialeným prístrojom nedochádza k interferencii vo forme výparov alebo pevných látok pohlcujúcich teplo. Ak je potrebné vykonať merania kovovej zliatiny v prepravnej panve alebo počas plnenia do fliaš, potom by sa mala akceptovať podmienka, že indikátor teploty bude nižší ako skutočný a bude určený výpočtami.
Aby sa predišlo nepresnosti tejto metódy, na meranie teploty kovu sa používa iné zariadenie, a to simulátor čierneho telesa. Je ponorený do taveniny a je prezentovaný vo forme rúrky s utesneným alebo otvoreným koncom, dutého kužeľa alebo pohára vyrobeného zo žiaruvzdorného kovu. V každom prípade musí mať merač teploty vynikajúcu tepelnú odolnosť, chemickú odolnosť a vynikajúcu tepelnú vodivosť, aby poskytoval výnimočne presné údaje.
Meranie teploty motora
Dlhodobá prevádzka, ako aj pravidelné opravy strojov a mechanizmov vyžadujú prítomnosť špeciálneho vybavenia, ktoré zahŕňa zariadenie na meranie teploty motora. Patria sem termočlánky, termistory a expanzné teplomery.
Termočlánky – veľmi praktické a širokézariadenia známe medzi motoristami na meranie teploty povrchov, vinutí a vnútornej dutiny motora. Pomocou týchto snímačov teploty môžete zaznamenávať údaje aj na ťažko dostupných miestach motora, v drážkach a jadrách. Sú to dva izolované drôty z rôznych kovov s koncami prispájkovanými na jednej strane, ktoré sú umiestnené v určitom bode merania. Druhé konce sú pripojené k milivoltmetru a teplomeru a súčet ich hodnôt určuje skutočnú hodnotu teploty.
Ortuťové a alkoholové expanzné teplomery sú veľmi vhodné na vykonávanie potrebných meraní v prístupných oblastiach: vinutie, otvorený povrch rôznych častí, ako aj prúd vzduchu vychádzajúci (alebo vstupujúci) z motora. Termistory vo forme vinutia z medeného drôtu sú namontované súčasne na niekoľkých miestach motora, pričom ich postupne zapínajú, zaznamenávajú pevné hodnoty a určujú priemernú hodnotu.
Sekundárne prístroje používané pri meraní teploty
Pokúsme sa definovať, čo je priemyselné sekundárne zariadenie na meranie teploty. V skutočnosti je toto automatické zariadenie dôležitým doplnkom k hlavnému meraču, zachytáva a konvertuje zaznamenané indikátory do čitateľnej podoby. Je to nevyhnutné pre realizáciu prehľadnej kontroly, signalizácie a včasnej regulácie teploty v tých výnimočných prípadoch, keď sa vyskytnú odchýlky od parametrov stanovených prevádzkovými podmienkami. Stacionárne a prenosné sekundárne elektrické spotrebiče sú oddelené oddelene.
Zvyčajne sekundárne spotrebičena meranie teploty majú odolné ochranné oceľové puzdro a sú vybavené stupnicou. Hodnoty sa zaznamenávajú podľa diagramu zaznamenaného z termočlánkov, tenzometrov, odporových teplomerov, prevodníkov a iných zariadení.
Vzhľadom na rôzne spôsoby prezentácie informácií by sa sekundárne zariadenia mali rozdeliť na záznamové a indikačné, jedno a viackanálové, dvojfunkčné a jednorozsahové. V prítomnosti signalizačného mechanizmu tieto zariadenia okamžite indikujú neprijateľnú zmenu teploty, ktorá sa líši od požadovanej hodnoty. To pomáha udržiavať logický tok všetkých reakcií a technologických procesov, do ktorých sú zapojené.
Pri všetkej rozmanitosti zariadení, ktoré zaznamenávajú teplotné indikátory plynov, kvapalín a pevných látok, by ste mali vážne pristupovať k výberu požadovaného zariadenia. Primárnymi faktormi, ktoré treba brať do úvahy, sú prípustné limity hodnôt teploty, maximálna vzdialenosť, na ktorú je možné vykonať merania (zameranie), presnosť. A samozrejme sa berie do úvahy rozsah použitia konkrétneho typu teplomera.
