Термометры контактные: виды, применение, характеристики
Термометры контактные широко используются в различных сферах для измерения температуры. Давайте разберемся, какие бывают виды этих приборов, где они применяются и как выбрать оптимальную модель.
Классификация контактных термометров
Контактные термометры классифицируются по нескольким признакам:
- По принципу действия различают жидкостные, механические и электронные термометры.
- По конструкции датчика выделяют погружные, поверхностные и воздушные модели.
- По диапазону измерений, погрешности и разрешению приборы тоже отличаются.
- Модели разных производителей имеют свои особенности.
Жидкостные термометры работают за счет теплового расширения рабочего вещества. В качестве такого вещества чаще всего используют ртуть, спирт или толуол. Механические контактные термометры основаны на принципе изменения формы биметаллической пластины при нагревании. Также существуют газовые механические термометры. Электронные контактные термометры используют в качестве датчиков термопары, термосопротивления или термисторы. Они отличаются высокой точностью измерений.
Погружные термометры предназначены для измерения температуры внутри какой-либо среды. Они оснащены заостренными зондами разной длины. Поверхностные контактные термометры измеряют температуру на плоских участках объекта. Их датчики имеют плоскую или трубчатую форму. Воздушные термометры используются для определения температуры окружающего воздуха.
Области применения контактных термометров
Контактные термометры находят широкое применение в различных отраслях промышленности и других сферах деятельности:
- Промышленность: металлургия, машиностроение, химическая отрасль.
- Теплоэнергетика, ЖКХ.
- Нефтегазовая отрасль.
- Транспорт: железнодорожный, автомобильный.
- Строительство.
- Сельское хозяйство.
- Медицина.
- Бытовое использование.
В промышленности контактные термометры необходимы для контроля температурных режимов технологических процессов и оборудования. В теплоэнергетике и ЖКХ термометры используются при обслуживании котельных, тепловых сетей, для измерения температуры теплоносителя. В нефтегазовой отрасли контактные термометры применяются на всех этапах: добыча, транспортировка, переработка. Они позволяют контролировать температуру скважин, трубопроводов, емкостей с нефтепродуктами.
На транспорте термометры используются для диагностики технического состояния узлов и агрегатов. Например, замер температуры букс, двигателя, подшипников. В строительстве контактные термометры незаменимы при проведении бетонных работ, для контроля температурного режима твердения бетона.
В сельском хозяйстве термометры применяются для измерения температуры почвы, теплиц, хранилищ сельхозпродукции. В медицине контактные термометры используются для измерения температуры тела пациентов. В быту такие термометры удобны для контроля температуры воды, воздуха, пищевых продуктов. Рассмотрим более подробно особенности жидкостных, механических и электронных контактных термометров.
Жидкостные термометры
Наиболее распространенные жидкостные контактные термометры - ртутные, спиртовые и толуоловые. Их принцип действия основан на тепловом расширении рабочего вещества.
- Ртутные термометры отличаются высокой чувствительностью и точностью. Однако ртуть токсична, поэтому применение таких термометров сокращается.
- Спиртовые термометры более безопасны, чем ртутные. Их минус - низкая температура кипения спирта, ограничивающая верхний предел измерений.
- Толуоловые термометры менее токсичны и имеют бóльший диапазон измеряемых температур по сравнению со спиртовыми. Но они менее чувствительны, чем ртутные.
Механические термометры
Механические контактные термометры бывают биметаллическими и газовыми. Их принцип действия основан на деформации чувствительного элемента при нагревании.
- Биметаллические термометры состоят из двух спаянных металлических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. При нагревании пластина деформируется, что фиксирует стрелка на шкале.
- Газовые термометры имеют герметичную камеру с газом, который расширяется при нагревании, воздействуя на механизм измерительного устройства.
Электронные термометры
Электронные контактные термометры используют в качестве датчиков термопары, термосопротивления или термисторы. Такие приборы отличаются высокой точностью измерений. Термопары генерируют термо-ЭДС, зависящую от температуры спая двух разнородных проводников. Это позволяет определить температуру. Термосопротивления меняют электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Измерив их сопротивление, можно рассчитать температуру. Термисторы также меняют электрическое сопротивление при нагревании, что используется для определения температуры.
Основные технические характеристики контактных термометров
Основными техническими характеристиками контактных термометров являются:
- Диапазон измеряемых температур
- Точность измерений, погрешность
- Время измерения
- Разрешение
- Тип датчика
- Длина зонда, кабеля
- Интерфейс передачи данных
- Тип индикации
Диапазон измеряемых температур - один из ключевых параметров, который определяется областью применения прибора. Для разных задач требуются термометры с рабочим диапазоном от -200 до +2000°С. Точность измерений характеризуется величиной погрешности. Чем меньше погрешность, тем выше точность термометра. Для прецизионных измерений она может составлять 0,1°С.
Время измерения - это период, за который термометр может определить температуру. Чем меньше это время, тем лучше. Для некоторых приборов оно составляет 1-2 секунды. Разрешение термометра - это минимальное изменение температуры, которое может зафиксировать прибор. Чем выше разрешение, например 0,01°С, тем точнее измерения.
Тип датчика определяет принцип действия термометра - жидкостный, биметаллический, термопара и т.д. Длина зонда и кабеля важна для погружных термометров, чтобы измерять температуру на нужной глубине или в труднодоступном месте.
Интерфейс передачи данных бывает аналоговый и цифровой. Цифровой (USB, Bluetooth) упрощает сбор и анализ результатов измерений. Тип индикации - наличие дисплея и его характеристики: размер, яркость, наличие подсветки.
Критерии выбора контактного термометра
При выборе контактного термометра стоит учитывать следующие критерии: диапазон температур объекта, требуемую точность измерений, условия эксплуатации: (влажность, давление, агрессивная среда), необходимость фиксации показаний.