Instrumente de masurare a temperaturii. Sub care ar trebui să măsoare mănunchiul

Următoarele instrumente de măsurare sunt utilizate pentru măsurarea și controlul temperaturii cuptoarelor de încălzire, a plantelor și a baiilor de sare: termometre, termocupluri, milivolt metri, potențiometre, pirometre, milimetri etc.

termometre   Acestea sunt cele mai simple instrumente de măsurare a temperaturii în mediu lichid și gazos de la -50 la + 600 ° C. Cele mai frecvente termometre lichide, bazate pe observarea unei schimbări vizibile în înălțimea coloanei de mercur sau alcool colorat, se găsesc într-o granulă de sticlă.

termocuple   proiectat pentru a măsura temperaturi de peste 600 ° C. Un termocuplu este un dispozitiv în care există două conductori diferiți sudați la un capăt. Într-un circuit cu două conductori diferiți, atunci când este încălzit, apare o forță motrică termică (emf termic), valoarea căreia crește odată cu creșterea temperaturii de încălzire la joncțiunea conductoarelor. Thermopower. poate varia de la tipul de metal.

Capătul sudat al termocuplului este numit joncțiunea fierbinte (capătul de lucru), iar capătul non-sudabil este numit joncțiunea rece (capătul liber). Termo-e rezultată. d. a. egală cu diferența termo-e. e. cu, care apar în joncțiunile fierbinte și reci.

Prin urmare, dacă capătul liber al unui termocuplu are o temperatură constantă, de exemplu, 18 ° C, atunci pentru orice tip de termocuplu termo-e. d. a. va depinde de temperatura la care se încălzește capătul de lucru al termocuplului. Prin urmare, temperatura cuptoarelor, băilor și a altor dispozitive la care este atașat capătul de lucru al termocuplului este evaluată prin magnitudinea termo-oh. d. a. Acest termo-uh. d. a. determinată cu millivoltmetri 4, atașat la capătul liber al termocuplului. Termocuplurile pot fi fabricate din diverse metale și aliaje.

În termocupluri PP aplicați un fir cu diametrul de 0,5-0,6 mm, în rest - cu un diametru de 2-3 mm.

Firele termocupluri au o lungime de 500-2000 mmși izolate una de alta prin tuburi sau margele de porțelan. Pentru a proteja termocuplurile de deteriorarea mecanică exterioară, ele sunt plasate în coperți rezistente la căldură.

Capetele libere ale firelor (până la punctul de temperatură constantă) sunt extinse cu fire de compensare , fabricate din aceleași materiale ca termocuplurile.

Pentru termocuplurile de tip cromel-aluminiu, aplicați fire de compensare din cupru-constantan cu rezistență scăzută.

Termocuplu pentru măsurarea corectă a temperaturii în cuptoarele de încălzire setat pe partea părților încălzite și pe partea superioară . Capătul de lucru al termocuplului trebuie separat de peretele cuptorului cu 250-300 mmși nu ar trebui să fie expuse la încălzitoare directe și încălzitoare electrice.

Indicând milivoltmetri folosit pentru a măsura termo-emf produs într-un termocuplu. Acestea pot fi portabile și staționare.

Milivoltmetrul indică un magnet permanent cu pantofi din oțel și o miez , purtând cadru fără cadru , rotirea în spațiul inelar. Liniile magnetice de forță din acest spațiu au o direcție radială.

Curentul termocuplului este furnizat prin arcurile coiliale, care creează momentul opus. Capătul interior al arcurilor este sudat pe cadru, iar cel exterior - la colector , conectat cu săgeata. Trecând prin cadru, curentul interacționează cu fluxul magnetic al magnetului permanent și creează un câmp magnetic care tinde să întoarcă cadrul împotriva acțiunii arcurilor astfel încât planul său să fie perpendicular pe liniile magnetice ale magnetului permanent. Cu cât este mai mare temperatura capătului de lucru al termocuplului, cu atât mai mare este temperatura termică. și, rama și săgeata atașată la ea se transformă într-un unghi mai mare. În consecință, unghiul de deformare a cadrului și săgeata milivoltmetrului este direct proporțional cu termo-emf. și invers proporțional cu suma rezistenței în circuitul milivoltmetru.

Înregistrează milivoltmetri utilizată în cazurile în care trebuie să cunoașteți nu numai temperatura în momentul respectiv și întregul mod de încălzire pentru o perioadă lungă de timp. Milivoltmetrele înregistrate diferă de dispozitivele convenționale de indicare prin faptul că mâna lor la intervale fixe se referă la o bobină care se deplasează cu o viteză constantă; hârtie. Există o panglică între săgeată și hârtie. Din loviturile periodice ale mânerului dispozitivului de-a lungul săgeții (la fiecare 2 secunde), Cilindrul de înregistrare lasă o hârtie de panglică de cerneală pe hârtie ca o serie de puncte. Aceste puncte formează o curbă de temperatură. Temperaturile măsurate prin termocupluri diferite sunt înregistrate în culori diferite. Mișcarea hârtiei și lovirea periodică a mâinilor sunt efectuate de un mecanism de ceas puternic sau de un motor.

potențiometre(eroarea de măsurare nu depășește ± 5 ° C). Esența măsurării temperaturii cu un potențiometru este că forța electromotoare a unui termocuplu este echilibrată de o forță electromotoare egală cu ea, dar opusă semnului, de la o sursă de curent extern (celulă uscată).

În atelierele termice moderne, potențiometrele automate EPD automate sunt utilizate pentru controlul și controlul automat al temperaturii.

Aceste dispozitive, precum și toate dispozitivele care măsoară folosind o metodă de compensare, au o reordonare calibrată în mai multe direcții, adică rezistența de la un fir de mangan, realizat sub formă de spirală.

Un amplificator, un motor de mers înapoi cu reductor, o reohordare, un mecanism pentru setarea curentului de funcționare, un motor sincron și alte noduri sunt amplasate în carcasa instrumentului.

Temperatura în potențiometre EPD este înregistrată pe o diagramă cu un diametru de 300 mm, la rândul său, care are loc după 24 de ore. Diagrama este amplasată pe partea din față a consolei pliabile. Un stilou de înregistrare se deplasează de-a lungul graficului. , arătând curba temperaturii din diagramă. O axă cu săgeată indicată fixată în suportul săgeții trece prin gaura din diagramă. . Pentru a observa citirile și înregistrările, capacul dispozitivului are o fereastră geamuri cu diametrul de 330 mm.

Potențiometrele EPD pot funcționa la temperaturi ambiante de la 0 la + 50 ° C și umiditate relativă de la 30 la 80%.

Pirometrele sunt proiectate pentru a măsura temperaturile ridicate (până la 1300 ° C) la o anumită distanță față de obiectul încălzit. Acestea sunt împărțite în optice, radiații, cu o fotocelulă etc.

Pirometre optice pe baza unei comparații a luminozității corpului încălzit cu luminozitatea corpului de referință. De exemplu, în pirometrele cu un filament de dispariție, intensitatea radiației unui corp încălzit este comparată cu luminozitatea becului filamentului instrumentului.

Pirohometrul optic cu "filamentul disparut" este un telescop , în interiorul căruia există un bec alimentat de o baterie . Curent modificat de reostat , măsurată de instrument, a cărei dimensiune este împărțită în grade. Pentru măsurarea temperaturii, țeava se îndreaptă spre obiectul testat, de exemplu, partea încălzită din cuptor, astfel încât în ​​ocular se poate vedea un punct luminos.

Cu o creștere a curentului, firul luminos al becului devine mai luminos decât fundalul obținut din partea încălzită și cu o scădere a curentului - mai întunecată decât fundalul piesei . Prin reglarea reostatului, curentul din becul poate fi realizat astfel încât imaginea filamentului pe fundal să devină invizibilă. Temperatura metalului în cuptoare este determinată de abaterea săgeții pirometrului optic.

Radiatori, sau ardometre, concentrați radiația termică a corpului observat pe un termocuplu din interiorul pirometrului.

Dispozitivul este un tub în care lentilele (lentilele) , diafragmă, termoelement , conectat la galvanometru și plasat într-un cilindru de sticlă sub forma unei lămpi, a unui filtru de fum și a unui ocular.

Pirometrul de radiație este indus pe un corp fierbinte, energia radiantă a acestuia fiind colectată de către lentilă, concentrându-se asupra joncțiunii fierbinți a termocuplului termocuplului. Termo-e rezultată. d. a. măsurată prin galvanometru. Pirometrul are o mică inerție și reacționează rapid la schimbările de temperatură în spațiul măsurat al cuptorului sau în baie, adică aproape că nu se află în spatele acestuia. Modificarea temperaturii este înregistrată automat.

Milliskopy   utilizat pentru măsurarea rapidă și precisă a temperaturii încălzirii unui corp în mișcare. Ele sunt utilizate cel mai frecvent pentru controlul și controlul automat al temperaturii în timpul întăririi și încălzirii suprafeței flacării.

Dispozitiv inerțial Milliskop. Acesta poate fi comparat cu un pirometru care are un filament. În pirometru, radiația corpului încălzit și a filamentului bulbului este comparată cu ochiul și în milisopi, prin intermediul unei fotocelule care convertește energia luminoasă în energie electrică.

Comparația în milisecop se face după cum urmează. În fața celulei fotocelule puneți un disc cu găuri acționate de un motor electric . Poziția discului și a elementului toelement (sulfură de plumb) a apărut alternativ imaginile corpului încălzit și filamentul unei lampi calibrate .

În cazul egalității ambelor radiații, fotocelula este iluminată în același mod, deci tensiunile sunt egale. Dacă radiația de energie a corpului și lampa calibrată nu sunt egale, fotocelulele sunt iluminate mai puternic, apoi mai slabe și în aparat se produce un curent alternativ care va deflecta săgeata selectorului de temperatură fie spre dreapta, fie spre stânga, în funcție de căldura corpului.

Când lucrați, capul de milislip este îndreptat spre corpul emis, iar temperatura este calculată pe scara rotației termice. Selectorul zero este proiectat să configureze dispozitivul. Lămpile din schemă - verde și roșu - se aprind când temperatura se abate de la temperatura setată cu ± 5 ° С

Întrebarea 26. Clasificarea dispozitivelor de măsurare a temperaturii. Scop, dispozitiv, funcționarea tipului de dispozitiv "DHK-1" cu termometru de rezistență

Clasificarea dispozitivelor de măsurare a temperaturii

Clasificarea instrumentului

Metodele de contact și de contact fără contact sunt utilizate pentru a schimba temperaturile.

Pentru implementarea metodelor de măsurare a contactului sunt utilizate:

termometre de expansiune de corpuri solide și lichide (sticlă, lichid, ecartament, bimetalic și dilatometric);

rezistente termocupluri (conductoare și semiconductoare);

convertoare termoelectrice.

Măsurătorile de temperatură fără contact sunt efectuate cu ajutorul unor pirometre (cvasi-monocrom, raport spectral și radiație totală).

Avantaje și dezavantaje

Metode de contactmăsurătorile sunt mai simple și mai precise decât cele fără contact. Dar pentru a măsura temperatura necesită un contact direct cu mediul și corpul măsurat. Ca urmare, pe de o parte, poate exista o distorsionare a temperaturii mediului la locul de măsurare și, pe de altă parte, o nepotrivire între temperatura elementului sensibil și mediul măsurat.

Metode fără contactmăsurătorile nu au nici o influență asupra temperaturii mediului sau a corpului. Dar, pe de altă parte, ele sunt mai complicate, iar erorile lor metodologice sunt mult mai mari decât cele ale metodelor de contact.

Interval de măsurare

Termometrele și termocuplurile disponibile în comerț acoperă un interval de temperatură de la -260 la 2200 ° C și scurt timp până la 2500 ° C.

Instrumentele de măsurare a temperaturii non-contact sunt disponibile comercial în intervalul de temperaturi de la 20 la 4000 ° C.

Există instrumente de măsurare fără contact care vă permit să măsurați temperaturi mai mari de 4000 ° C.

Descrierea dispozitivelor de măsurare

Termometre din sticlă

Principiul de funcționare se bazează pe dependența de expansiunea volumului lichidului pe temperatură. Diferă în precizie mare, simplitate a dispozitivului și ieftinitate. Cu toate acestea, termometrele din sticlă sunt fragile, de regulă, nu pot fi reparate, nu pot transfera lecturile la distanță.

Elementele structurale principale sunt un rezervor cu un capilar lipit pe el, parțial umplut cu un lichid termometric și o scală.

Structurally different thermometers stick cu o scară încorporată în interiorul cochiliei de sticlă. La termometrele stickului, scala se aplică direct pe suprafața capilarului cu pereți groși. În termometre cu o scală imbricată, o capilară și o placă de scală cu o scală imprimată sunt închise într-o teacă protectoare lipită în rezervor.

Sunt disponibile termometre pentru expunerea la temperaturi de la -100 la 600 ° C.

Termometrele electrocontacte de mercur sunt, de asemenea, disponibile pentru semnalizarea sau menținerea unei temperaturi date. Termometrele sunt disponibile cu un contact constant dat (TZK) sau cu un contact în mișcare (TLC).

Precizia măsurătorilor termometrului depinde de corectitudinea instalării acestora. Cea mai importantă cerință pentru instalare este asigurarea condițiilor cele mai favorabile pentru influxul de căldură din mediu către bec și cea mai scăzută eliminare a căldurii de la restul termometrului la mediul extern. Majoritatea termometrelor sunt instalate într-un cadru de protecție.

Gamă termometre

Termometrele manometrice sunt proiectate pentru măsurarea continuă a temperaturii mediului neutru lichid și gazos în condiții staționare.

Principiul de funcționare se bazează pe măsurarea presiunii (volumului) substanței active într-un volum închis, în funcție de temperatura elementului de detectare.

Principalele părți ale termometrelor manometriceacestea sunt:

balon termic (element sensibil);

capilar;

senzor de măsurare a tensiunii asociat cu săgeata instrumentului.

În funcție de starea de agregareumplerea sistemului, termometrele manometrice sunt împărțite în:

lichid

• vapori-lichid (condensat).

Ca termosisteme de umplerese aplică:

în termometre manometrice de gaz - azot;

în lichide lichide - polimetiloxan;

în vapori lichizi - acetonă, clorură de metil, freon.

Măsurarea temperaturii mediului controlat este percepută de umplutura printr-un termocabil și transformată într-o schimbare de presiune, sub acțiunea căreia arcul tubular manometric utilizează împingerea și sectorul pentru a deplasa săgeata în raport cu scara.

În funcție de funcțiile efectuateecartamentul este împărțit în:

spectacol;

de înregistrare;

combinate;

fără contact, cu prezența unui dispozitiv de transmisie telemetrică, de alarmă; regulament sau fără ele.

În funcție de metoda de conectare a becului la carcasă, termometrele pot fi locale și la distanță.

În funcție de forma diagramei și câmpul de înregistrare, termometrele de înregistrare sunt împărțite pe discuri și pe cele cu bandă.

În funcție de tipul mecanismului de deplasare a benzilor de diagramă, termometrele de înregistrare sunt realizate cu un ceas sau o unitate electrică.

demnitateecartamentul este:

capacitatea de a măsura temperatura fără utilizarea surselor de energie suplimentare;

simplitatea comparativă a designului;

capacitatea de a înregistra automat mărturii;

explozie;

insensibilitatea la câmpurile magnetice externe.

dezavantajeleinclud:

precizie de măsurare relativ scăzută;

dificultatea reparării în timpul depresurizării sistemului de măsurare;

putere redusă capilară;

distanța scurtă de transfer la distanță de indicații;

inerție semnificativă.

Principalele tipuri de termometre:

TPG - 100 Ek, TPG - 100 Cg - indicatoare de semnalizare a gazului;

TKP - 100, TKP - 160 - prezentarea condensării;

ТЖП - 100 - arată lichid;

TPP - 100 - indicatoare de gaz.

Termocupluri de rezistență

Rezistența termocuplurilor este utilizată pentru a măsura temperaturile cuprinse între -260 și 750 ° C.

Principiul de funcționare se bazează pe proprietatea conductorului de a-și schimba rezistența electrică la temperatură.

Principalele părți ale termocuplului de rezistență sunt:

element sensibil;

supape de siguranță;

capul de convertizor cu cleme pentru conectarea și conectarea firelor.

Elementele sensibile ale termocuplindelor din cupru sunt sârmă, acoperită cu izolație de email, care este înfășurată bifilar pe un cadru sau fără cadru, plasată într-o teacă metalică subțire cu pereți. Elementul de detectare este plasat în armătura de protecție.

Platina nu poate fi acoperită cu un strat de izolație. Prin urmare, spiralele de platină sunt plasate în canale subțiri ale unui cadru ceramic umplut cu pulbere ceramică. Efectuează funcția unui izolator, fixează poziția spiralelor în canale și împiedică închiderea întreruptă.

Sunt disponibile termocupluri de rezistență pentru măsurători ale temperaturii cuprinse între -260 și 1100 ° C ale următoarelor versiuni:

submersibile și de suprafață;

staționare și portabile;

neclar și ermetic;

comună;

dustproof;

rezistent la apă;

protecție împotriva exploziilor;

protejate de mediile agresive și de alte influențe externe;

inerție redusă, inerție medie și înaltă;

obișnuite și rezistente la vibrații;

unică și dublă;

1-3 clase de precizie.

Convertoarele termice de rezistență ale următoarelor caracteristici statice nominale de conversie sunt produse:

platină - 10P, 50P, 100P;

cupru - 10M, 50M, 100M.

Numărul din simbolul caracteristicilor arată rezistența convertorului termic la 0 ° C.

Pentru a numera avantajear trebui să includă:

mare precizie;

caracteristicile de stabilitate ale convertorului;

capacitatea de a măsura temperaturile criogenice;

posibilitatea de înregistrare automată și transmiterea la distanță a citirilor.

K deficiențear trebui atribuită;

dimensiunile mari ale elementului sensibil, care nu permit măsurarea temperaturii în punctul obiectului sau în mediul măsurat;

necesitatea unei surse individuale de energie;

inerție semnificativă.

Convertoare termoelectrice

Termometrele termoelectrice sunt elemente sensibile sub forma a două fire din metale diferite sau semiconductoare cu capete lipite.

Actiunea sa se bazeaza pe efectul Seebeck - aspectul termoEMF intr-un circuit compus din doi conductori omogeni, ale caror jonctiuni sunt incalzite la temperaturi diferite. Dacă temperatura unuia dintre joncțiuni este menținută constantă, este posibil să se judece temperatura celeilalte joncțiuni pe baza valorii termoplastice. O joncțiune, a cărei temperatură trebuie să fie constantă, se numește de obicei rece, iar o joncțiune care este în contact direct cu mediul măsurat se numește fierbinte.

În numele unui convertor termoelectric este întotdeauna obișnuit să se pună în primul rând numele unei termoelectrozi pozitivi, iar al doilea - unul negativ.

Există următoarele tipuri:

TBP - tungsten termofremer;

TPR - convertor termic platină-rodiu;

TPP - convertor termic Platinum-Platinum;

TXA este un convertor termic cromel-aluminiu;

TLC - termocuplu cromel-copel;

TMK este un convertor termic de cupru.

Convertoarele termice disting:

prin metoda de contact cu mediul - imersat, suprafata;

în condiții de funcționare - staționare, portabile, de unică folosință, utilizare multiplă, utilizare pe termen scurt;

privind protecția împotriva impactului asupra mediului - obișnuit, rezistent la apă, protejat de medii agresive, protejat împotriva exploziilor, protejat de alte efecte mecanice;

pe etanșeitate față de mediul măsurat - neuniform, strâns;

prin numărul de termocupluri - unic, dublu, triplu;

de numărul de zone - cu mai multe zone, cu o singură zonă.

Dacă temperatura joncțiunii reci este menținută constantă, puterea termică va depinde doar de gradul de încălzire al capătului de lucru al termocuplului, ceea ce permite ca instrumentul de măsurare să fie calibrat în unitățile de temperatură corespunzătoare. Dacă temperatura capetelor libere se abate de la valoarea gradată de 0, corecția corespunzătoare se introduce la citirile dispozitivului secundar. Temperatura capetelor libere este luată în considerare pentru a cunoaște amploarea modificării.

Pentru ieșirea capetelor libere ale termocuplului într-o zonă cu o temperatură constantă sunt firele de extensie termoelectrode. Ele trebuie să fie identice termoelectric cu termoelectrodele convertorului termic.

Există două moduri de a alege cablurile de compensare. Primul este firul care este asociat cu un electrod corespunzător și are termoconductor. Se utilizează în cazurile în care este necesar să se facă măsurători cu o precizie ridicată. În cazul materialelor care nu sunt deficient și al proprietăților de performanță satisfăcătoare, firele sunt realizate din aceleași materiale ca termocuplul conectat.

Astfel, pentru a determina temperatura măsurată a mediului folosind un convertor termoelectric, este necesar să se efectueze următoarele operații:

măsurați thermoEMF în circuitul convertorului;

determinarea temperaturii capetelor libere;

introduceți corecția pentru temperatura capetelor libere în valoarea termoEMF măsurată;

determină temperatura măsurată a mediului prin dependența cunoscută a termoEMF de temperatura.

În funcție de materialul termoelectrodelor, există:

convertoare termice cu termocupluri metalice de metale și aliaje nobile și nepreŃioase;

termocupluri cu termocupluri din metale refractare și aliaje.

Termocuplurile din metale nobile, rezistente la temperaturi înalte și medii agresive, precum și termoelectromagnetice constante, sunt utilizate pe scară largă pentru măsurarea temperaturilor ridicate în condiții industriale și de laborator.

Termocuplurile din metale și aliaje non-prețioase sunt utilizate pentru măsurarea temperaturilor de până la 1000 ° C.

Avantajul acestor termocupluri este costul relativ scăzut și capacitatea lor de a dezvolta termoconductoare mari.

Pentru protejarea termoelectrodelor de deteriorarea mecanică și mediul agresiv, precum și pentru ușurința instalării pe echipamentul de proces, se folosesc supape de protecție. Materialul și designul supapelor pot varia în funcție de scop și de domeniul de aplicare. Materialele cele mai utilizate sunt oțelurile din aliaj de înaltă calitate și aliajele rezistente la coroziune, rezistente la căldură și căldura rezistentă pe bază de fier, nichel, crom și aditivi de aluminiu, siliciu, mangan.

pirometre

Temperatura unui corp încălzit poate fi evaluată pe baza măsurării parametrilor de radiație termică, care sunt unde electromagnetice de diferite lungimi.

Termometrele, ale căror acțiuni se bazează pe măsurarea radiației termice, se numesc pyrometre.

Acestea vă permit să măsurați temperatura în intervalul de la 100 la 6000 ° C și mai sus.

Corpurile fizice se caracterizează fie printr-un spectru de emisie continuă (substanțe solide și lichide) sau selective (gaze). O parte a spectrului în gama de lungimi de undă de 0,02 ... 0,4 μm corespunde radiației ultraviolete, o parte de 0,4 ... 0,76 μm la radiația vizibilă, o parte de 0,76 ... 400 μm la radiația infraroșie. Radiația integrată reprezintă radiația totală emisă de organism pe întreg spectrul de lungimi de undă.

Monocromatic este radiația emisă la o anumită lungime de undă.

Bazându-se pe legile radiației, s-au dezvoltat pirometre de următoarele tipuri:

radiația totală (completă), în care se măsoară energia totală de radiație;

radiație parțială (cvasi-monocromatică), în care energia este măsurată într-o parte limitată a spectrului printr-un filtru (sau receptor);

distribuția spectrală, în care intensitatea radiației este măsurată în regiuni spectrale fixe.

Scop, dispozitiv, funcționarea tipului de dispozitiv "DHK-1"

Scop, domeniu de aplicare

Limitatorul de alarmă digitală tip DHK-1 este aplicabil pentru măsurarea temperaturii utilizând un senzor standard de platină conectat la intrarea sa și pentru semnalizarea a două valori limită. Dispozitivul oferă, de asemenea, un semnal pentru a deschide sau a închide rezistența de măsurare.

La utilizarea senzorului TER 1003, sistemul este potrivit pentru măsurarea temperaturii lagărelor.

Senzorul poate fi conectat la dispozitivul cu două și trei fire. Cu o măsurare cu două fire, este necesară utilizarea rezistenței externe pentru a suplimenta linia.

Folosind declanșatorul deceniu pe panoul frontal cu o roată cu clapetă în zona de 0-199 ° C la incremente de 1 ° C, se pot seta două valori limită, ale căror depășire este semnalizată de LED-urile releului amplasate pe panoul din spate și pe LED-urile din față. Dacă valoarea măsurată scade în afara ariei de măsurare a dispozitivului, atât în ​​direcția negativă cât și în direcția pozitivă, dispozitivul percepe acest lucru ca fiind o deteriorare a rezistenței de măsurare, care este de asemenea semnalizată de ieșirile releului și este localizată pe panoul frontal al LED-ului.

Un indicator de cristal lichid situat pe panoul de capăt permite monitorizarea continuă a temperaturii măsurate.

Valoarea măsurată poate fi calculată pe un indicator digital în intervalul 0-199,9 ° C cu o precizie de 0,1 ° C. Cu ajutorul ieșirilor releului puteți efectua sarcini de control, utilizați dispozitivul într-un circuit de comandă în două poziții fără feedback.

Cu o măsurare cu trei fire, dispozitivul poate semnala deteriorarea senzorului, cu o măsurătoare cu două fire, deteriorarea întregului circuit de măsurare.

Datele tehnice

Principiul muncii privind schema structurală

1. Circuit de măsurare;

   Convertor analog-digital;

   indicator;

   encoder;

   Valoare limită mach. I;

   Valoare maximă Max. II;

   Unitate de comparare;

   Dispozitiv de separare galvanică;

   Sursă de alimentare cu alimentare intrinsecă.

Senzorul (1) este conectat la circuitul de măsurare (2) printr-un sistem cu 2 sau 3 fire. Un circuit analogic de măsurare (2) este un circuit integrat diferențial. Acesta primește pentru convertorul analog-digital (3) două semnale: un semnal de referință și un semnal proporțional cu măsurarea temperaturii.

Un semnal analog proporțional cu schimbarea temperaturii este convertit de către ADC (3) într-un semnal digital. Acesta din urmă apare sub forma unui cod de șapte segmente. Conversia la codificarea pe șapte segmente este efectuată de un circuit integrat ICL7106CPL. Semnalul cu șapte segmente activează indicatorul LCD (4). În același timp, pentru a procesa în continuare datele, acest semnal de șapte segmente este alimentat de un codificator (5), unde acesta este transformat într-un semnal BCD. Comutatoarele de zece zile (6, 7) cu roata de clapetă care servesc la setarea valorii limită transmit și valoarea setată și cu conversia în codul BCD.

Astfel, în unitatea de comparație (8) valorile stabilite și valorile măsurate în orice moment provin sub forma unui semnal BCD.

Comparația semnalelor este efectuată de comparatori binari. Rezultatul comparației este perceput de către unitatea logică, care controlează releul (RL1, RL2, RL3, RL4) și lămpile LED (L1, L2, L3, L4) prin unitatea de separare galvanică (9). Aceasta înseamnă că, dacă valoarea depășită a valorii măsurate este depășită, semnalul de ieșire de la unitatea de comparare luminează lampa L1 și este alimentat la releul RRL1. Dacă valoarea măsurată atinge valoarea maximă II, semnalul de ieșire de la unitatea de comparare luminează lampa L2 și este alimentat la releul RRL2. Becurile L3, L4 și releele RRL3, RL4 sunt proiectate pentru a semnala un scurtcircuit și o întrerupere de linie.

Separarea galvanică a ieșirilor releului de la circuitul de măsurare se realizează prin dispozitive de comunicare optice de înaltă tensiune (optocuploare) (amplasate în blocul 9). Toate circuitele care necesită energie, cu excepția circuitelor separate galvanic pentru acționarea releului, sunt alimentate de o sursă de alimentare cu siguranță intrinsecă (10).

Circuitul electric al dispozitivului "DHK-1 "

Sursă de alimentare cu alimentare intrinsecă - 10

Sursă de alimentare care nu este intrinsec - 11

Separarea circuitelor cu siguranță intrinsecă și a celor care nu sunt intrinsec se realizează prin izolare galvanică, bazată pe trei optocuploare (9).

Optocuplorul constă dintr-o fotodiodă și un fototranzistor.

Optocuplarea este utilizată atât pentru izolarea galvanică cât și pentru potrivirea rezistențelor de intrare și ieșire.

(Se potrivesc impedanțele de intrare și de ieșire.Există un amplificator, are un fel de R out, aveți posibilitatea să conectați un alt dispozitiv la ea, are R inch Dacă R out este foarte mare, iar celălalt este foarte mic, apoi foarte mare curent (prin R in) .Dispozitivul va arde.În cazul în care este invers, va fi imposibil să-l putere (curentul prin R mare nu va curge).)

MĂSURAREA TEMPERATURII

7.1. Informații generale despre măsurarea temperaturii

Unul dintre parametrii tehnologici principali ai producției chimice este temperatura. Temperatura? cantitatea fizică fundamentală care caracterizează starea echilibrului termodinamic al unui sistem macroscopic.

Măsurarea temperaturii presupune construirea unei scări de temperatură bazată pe reproducerea unui număr de stări de echilibru? punctele de referință la care sunt atribuite anumite temperaturi și crearea dispozitivelor de interpolare care implementează scara între ele.

Trei scale de temperatură sunt utilizate cel mai frecvent: scări empirice Celsius și Fahrenheit și scală termodinamică Kelvin. Cea mai frecventă scală de temperatură a fost propusă de A. Celsius (A. Celsius ) în 1742. Punctele de referință ale acestei scări sunt punctul de topire al gheții (0 ° C) și punctul de fierbere al apei (100 ° C). Prima scală de temperatură a fost introdusă de G. Fahrenheit (G. Fahrenheit ) în 1715 Pentru punctul de ancorare inferior (0 °F a) a fost utilizată temperatura de îngheț a soluției de sare, iar pentru partea superioară; temperatura sub bratul unui englez sanatos (96 °F ). În 1848, Lord Kelvin (W. Thomson) a propus o scară de temperatură termodinamică bazată pe a doua lege a termodinamicii. Temperatura termodinamică ("temperatura absolută") este notată cu simbolulT. Unitatea de măsură este Kelvin (K), definită ca 1 / 273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu de apă.

Indicatoarele de temperatură sunt numite termometre. Existăpin și metode fără contactmăsurarea temperaturii.

În fig. 57 a fost făcută o comparație aproximativă a celor mai frecvente tipuri de termometre. Bineînțeles, limitele acestor zone sunt diferite pentru diferiți producători. În viitorul apropiat, temperaturile limită pentru utilizarea termometrelor, în special cele electrice, pot fi deplasate atât către temperaturile superioare, cât și către cele scăzute. Liniile liniare din fig. 57 prezintă intervalele de temperatură în care termometrele sunt utilizate doar pentru scurt timp.

Fig. 57. Compararea intervalelor de temperatură ale termometrelor de contact și fără contact

7.2. Măsurarea temperaturii prin metoda de contact

Fig. 5.58. Domeniul de aplicare al termometrelor de contact și fără contact:

1 ?? termistori; 2 ?? piezoelectric;3 ?? rezistente termocupluri;4 ?? convertoare termoelectrice (termocupluri)

Când utilizațimetoda de contactmăsurătorile de temperatură determină valoarea unuia dintre parametrii traductorului primar (PIP), în funcție de temperatura acestuia. Se presupune că temperatura PIT este egală cu temperatura obiectului măsurat, carear dori să măsoare.Pentru a îndeplini această condiție, este necesar să ne asigurăm binecontact termicîntre PIT și obiectul măsurat, care a dat numele metodei de măsurare.

Metoda de contact include măsurarea temperaturii prin termometre de expansiune, termometre, termometre de rezistență, termometre termoelectrice.

Intervalele de temperatură ale celor mai frecvente termometre de contact sunt prezentate în Fig. 5.58.

7.2.1. Termometre de expansiune

Principiul funcționării termometrelor de expansiune se bazează pe expansiunea termică diferită a două substanțe diferite. Termometrele de expansiune includ lichid de sticlă, dilatometric, bimetalic, ecartament.

Termometre din sticlă lichidă

Principiul de funcționare a termometrelor din sticlă lichidă se bazează pe diferența dintre dilatarea termică a lichidului termometric (mercur, amalgam de taliu, alcool, alte lichide organice) și materialul de cochilie în care sunt amplasate (sticlă termometrică sau cuarț). Într-un interval de temperatură mic, extinderea poate fi calculată prin formule:

sau

În expresii și   ?? volume de fluid termometric (m3 ) la o temperatură de 0 ° Cși la o temperatură;   ?? coeficientul de expansiune a volumului,

remarcă

Coeficientul 3 nu este o constantă, ci depinde de temperatură.

Fig. 59. Termometrele din sticlă lichidă: obișnuit cu scală imbricată;b ?? electrocontact cu contact în mișcare pentru stabilirea sarcinii

Pentru fabricarea termometrelor de expansiune se utilizează clase speciale de sticlă (termometrice) cu o valoare mică a coeficientului de temperatură de expansiune. Termometrele de expansiune sunt folosite pentru măsurarea temperaturilor cuprinse între 200 și 200până la 1200 cu precizie mare (prețul de divizare a termometrelor din sticlă exemplară este de 0,01 ° C). Cele mai frecvente sunt termometrele de sticlă cu mercur. Elementele structurale principale sunt un rezervor cu un capilar lipit de el, parțial umplut cu un lichid termometric (mercur) și o scală. Distingem structuralestick-uri termometreși termometre scara imbricateîn interiorul carcasei de sticlă (figura 59,a). La termometrele stickului, scala se aplică direct pe suprafața capilarului cu pereți groși. În termometre cu o scală imbricată, o capilară și o placă de scală cu o scală imprimată sunt închise într-o teacă protectoare lipită în rezervor. O varietate de termometre din sticlă de mercur suntmercur electrocontacte termometre(fig.59, b), concepute pentru controlul temperaturii alarmei sau al releului.

Termometre dilatometrice și bimetalice

Principiul funcționării termometrelor dilatometrice și bimetalice se bazează pe diferența de dilatare liniară a solidelor din care sunt fabricate elementele sensibile ale acestor termometre. Dacă intervalul de temperatură este mic, atunci dependența lungimii unui solid de temperatura este exprimată printr-o ecuație liniară a formei

unde ?? lungimea solidă la temperatură, m; ?? lungimea aceluiași corp la temperatură; ?? coeficientul de expansiune liniară a unui solid,

schemă mercur din sticlătermometrul este prezentat în Fig. 60. Un termometru constă dintr-un tub /, realizat dintr-un metal cu un coeficient mare de dilatare liniară (cupru, alamă, aluminiu) și o tijă2 dintr-un material cu un coeficient redus de dilatare liniară (Invar, porțelan). Un capăt al tubului este fixat pe corpul dispozitivului, iar celălalt este fixat rigid pe tija. Tubul în sine este plasat în mediu, a cărui temperatură este măsurată. O schimbare a temperaturii mediului conduce la o modificare a lungimii tubului, în timp ce lungimea tijei rămâne aproape constantă. Acest lucru face ca tija să se miște, care cu ajutorul unei pârghii3 mută săgeata pe scara dispozitivului.

Principiul de funcționarebimetalictermometrele se bazează pe diferența dintre coeficienții de temperatură ai dilatării liniare a plăcilor metalice (de exemplu, din Invar și alamă, din Invar și din oțel), sudate (sudate, nituite) între ele, de-a lungul întregului plan de contact. Încălzirea provoacă astfel de deformăritermobimetallicheskoyplacă; acesta din urmă se înclină în direcția unui metal cu un coeficient de dilatare liniar inferior (Invar) (figura 61). Termometrele bimetalice sunt folosite ca element sensibil în releele de temperatură, precum și pentru a compensa influența temperaturii ambientale în instrumentele de măsură. Termometrele dilatometrice și bimetalice sunt utilizate relativ rar pentru măsurătorile directe ale temperaturii.

Fig. 60. Schema dilatometricătermometru.

Fig. 61. Schema termometrului bimetalic

7.2.2. Gamă termometre

Principiul de funcționaremanometrictermometrele se bazează pe relația dintre temperatura și presiunea substanței active într-un sistem închis (sistem termic). Părțile principale ale sistemului termic (figura 62): becul termic / tubul capilar2 și traductorul de măsurare a tensiunii3 (de exemplu, tubul Bourdon). Convertorul este conectat cu săgeata instrumentului (manometru) prin mecanismul de transmisie, care este prezentat în fig. 62 nu este afișat. Compensarea erorii care rezultă din influența temperaturii ambientale asupra citirilor manometrului este un compensator bimetalic4.

Fig. 62. Diagrama unui termometru cu manometru.

Traductorul de măsurare primar al unui termometru manometric este un bec termic? un element al sistemului termic care percepe temperatura mediei măsurate și o transformă în presiunea substanței active.

În funcție de tipul de substanță de lucru, termometrele manometrice sunt împărțite îngaz, lichidși condensare(Vapor-lichid). Termometrele manometrice pentru gaz și lichid au o scală liniară și condensare? neliniare.

Principiul de funcționaretermometre manometrice cu gazpe baza dependenței presiunii gazului la temperatura la volum constant:

aici ?? presiunea gazului la temperaturăPa; ?? coeficientul de expansiune a temperaturii gazului

În termometrele manometrice de gaz, sistemul termic este umplut cu gaz sub presiune. Substanța de lucru este, de obicei, utilizată azot, argon, heliu. Termometrele pentru gabaritul de gaz vă permit să măsurați temperaturile în intervalul -150până la +600.

Principiul de funcționarelichide pentru măsurarea temperaturiipe baza dependenței volumului lichidului termometric (mercur, uleiuri siliconice, toluen) de temperatura acestuia. Schimbarea volumului de fluid este transformată cu ajutorul unui arc manometric (tubul Bourdon) în deplasare. Termometrele cu ecartament lichid permit transmiterea citirilor pe o distanță limitată (până la 60 m), iar forța pe care o dezvoltă este atât de mare încât nu se pot conecta doar instrumentele de indicare, ci și transmițătoarele sau regulatoarele mecanice de acțiune directă.

Termometrele cu ecartament lichid vă permit să măsurați temperaturile în intervalul de la -150 ° C la +300

condensatoare termometrebulbul este parțial umplut cu un lichid cu punct de fierbere scăzut, iar restul este spațiul său? în perechi. Aceste termometre au un avantaj față de gaz și lichid. Presiunea saturată a vaporilor din sistemul termic depinde doar de temperatura de la interfața vaporilor și a lichidului, prin urmare modificarea volumului sistemului termic și temperatura substanței de lucru din tubul capilar și manometrul nu modifică citirea termometrului. Volumul unui termometru al termometrelor manometrice de condensare poate fi mai mic decât volumul unei termotuburi de termometre manometrice pentru gaz și lichid, care afectează în mod favorabil caracteristicile dinamice ale termometrului.

Freonul, propanul, clorura de metil, eterul etilic, xilenul, acetona, etc. sunt utilizate ca substanță de lucru în termometre manometrice de condensare. Limitele măsurătorilor sunt de la 50 ° C la +300 ° C.

Proprietățile dinamice ale termometrelor manometrice de toate tipurile pot fi reprezentate de o legătură statică de ordinul întâi.

7.2.3. Convertoare termoelectrice

Termometru termoelectric?? un instrument de măsurare a temperaturii compus dintr-un termocuplu ca element sensibil și un instrument de măsurare electric (milivoltmetru, potențiometru automat etc.).

Convertorul termoelectric,sau un termocuplu, se numesc două elemente diferite conducătoare electric (de obicei conductori de metal, semiconductori mai puțin obișnuiți) conectați la un capăt și care fac parte dintr-un dispozitiv care utilizează un efect termoelectric pentru măsurarea temperaturii.

Măsurarea temperaturii cu ajutorul unui convertor termoelectric se bazează pe efectul termoelectric Seebeck: într-un circuit termoelectric închis alcătuit din doi conductori diferiți, există un curent electric dacă două joncțiuni ale conductorilor au temperaturi diferite.

Efectul termoelectric se explică prin prezența electronilor liberi în conductor (metal), numărul cărora pe unitate de volum este diferit pentru diferiți conductori (metale). Să spunem că la intersecția cu temperaturat electronii din conductorul A difuzează în conducta B într-o cantitate deliberat mai mare decât în ​​spate. Conductorul A plătește pozitiv, iar conductorul B? negativ. Curentul electric rezultant generează o diferență de potențial la două joncțiuni, cunoscută sub numele de diferență de potențial de contact. Depinde de temperatura joncțiunilor și poate fi măsurată fie cu un milivoltmetru, fie cu un potențiometru.

Spay plasat într-un mediu măsurat cu temperaturăEste numit măsurare (fierbintesau de lucru) sau la sfârșitul muncii termocuplu. A doua joncțiune este la o temperatură constantă.   apel conectare (suport, rece, gratuit)sau capăt libertermocuplu. Joncțiunea de referință este expusă la temperatura în punctul de atașare la dispozitivul de măsurare. Temperatura de referință trebuie menținută cu o anumită precizie.

Dacă forța termoelectromotoare (TEC) a unui convertor termoelectric depinde de temperatura capătului de lucru și la o temperatură constantă a capetelor libere, măsurarea temperaturii este redusă la măsurarea TEC a convertorului termoelectric (presupunând că temperatura capetelor libere ale convertorului termoelectric este constantă: valoarea sa standard= O ° C). Pentru a conecta dispozitivul de măsurare (milivoltmetru sau potențiometru) la circuitul termoelectric, este rupt (sau la joncțiunea cu temperatura, sau într-una din termoelectrozi, de exemplu, В, ?? Fig. 63b, c).

Fig. 5.63. Principiul funcționării unui convertor termoelectric:

și ?? circuitul termoelectric al două conductori (termoelectrozi) A și B;b ?? un circuit termoelectric cu un al treilea conductor C conectat între termoelectrozi;in ?? circuitul termoelectric cu al treilea conductor C inclus în termoelectrodul B al convertorului termoelectric (?? temperatura de joncțiune de lucru;?? temperatura de joncțiune de referință)

Convertorul termoelectric TEMP nu se schimbă de la introducerea unui al treilea conductor în circuitul său, dacă capetele acestui conductor au aceeași temperatură. Pe această bază, firele de conectare, dispozitivele de măsurare (dispozitive) și rezistențele reglabile sunt conectate la circuitul convertorului termoelectric. Este de dorit să se utilizeze conductoare în circuitul convertorului termoelectric, ale cărui proprietăți termoelectrice sunt puțin diferite de proprietățile termoelectrodiilor.

Principalele tipuri de convertoare termoelectrice industriale standard sunt prezentate în tabelul nr. 4, și specificațiile unor dintre ele? în fila. 5.

Tabelul 4. Convertizoare termoelectrice industriale standard

Fig. 64. Caracteristici statice nominale ale convertoarelor termoelectrice

Nominalizat nominal la un termocuplu de acest tip, dependența TEDS de temperatura de capăt de lucru la o temperatură constantă dată de capetele libere se numeștecaracteristică statică nominală(NSH) de conversie a termocuplurilor (figura 64).

Convertoarele termoelectrice NSH sunt neliniar și pot fi aproximate prin polinomi:

unde E (t, 0), mV ?? Termopuplu termocuplu la temperatura finală de lucru   și temperatura capătului liber= 0 ; ?? coeficienți polinomiali. În funcție de natura termoelectrodelor și a intervalului de temperatură, gradul de polinomn poate varia de la 3 la 14.

În condițiile actuale de producție, temperatura extremelor libere ale termocuplului este de obicei diferită de cea a temperaturii.= 0 ° С, pentru care se compun tabelele caracteristicilor statice nominale, prin urmare trebuie introdus un amendament în citirile instrumentelor de măsurare.

7.2.4. Termocupluri de rezistență

Principiul funcționării termometrelor de rezistență se bazează pe dependența rezistenței electrice a materialelor la temperatură.

Rezistenta termometru este un kit, care include:

traductorul primar care percepe energia termică și transformă o schimbare a temperaturii într-o schimbare a rezistenței electrice;

dispozitiv care măsoară rezistența electrică și calibrat în unități de temperatură.

Se numește traductorul primar al termometrelor de rezistențărezistență termocuplu(TC).

Spre deosebire de termocupluri, care sunt convertoare active (convertoare de tip generator), termocuplurile de rezistență sunt convertoare pasive (convertoare de tip parametric). Acestea necesită o sursă auxiliară de energie, în timp ce pentru termocupluri nu este de obicei necesară.

Există termocupluri rezistente la metal și semiconductoare. Sunt de asemenea numite termometre de rezistență semiconductoaretermistoare.

Termocupluri de rezistență metalice

Ca material pentru vehiculele metalice, cel mai adesea se utilizează platina, cuprul și nichelul, din care se fabrică vehicule tehnice pentru a măsura temperaturile în intervalul de la 200 ° C la +750 ° C (platină) și de la 50 ° C la +180 ° C (cupru).

Rezistența termocuplurilor poate fi caracterizată de doi parametri:?? termocuplu de rezistență la 0 ° C și?? raportul dintre rezistența termocuplului la 100 ° C și rezistența sa la 0 ° C   valoare depinde de puritatea materialului.

Dependența rezistenței conductorilor metalici la temperatură poate fi descrisă cu o precizie foarte mare prin ecuațiile de gradul trei.

În condiții de precizie normală, dependența rezistenței TC la temperatură poate fi exprimată printr-o funcție liniară.

unde   ?? senzor de rezistență la temperatură О ° С, Ohm;?? temperatura, ° C;?? coeficient de temperatură de rezistență

Dependența tipică a rezistenței unor metale la temperatură este prezentată în Fig. 70. Acestea indică o relație liniară relativ ridicată între rezistență și temperatură (cu excepția nichelului).

În conformitate cu GOST, se produc termocupluri de rezistență a următoarelor transformări nominale statice (NSH): platină (TSP)? 1P, 5P, 10P, 50P, 100P, 500P; cupru (FCM) - 10M, 50M, 100M; nichel (TSN) -100H. Numărul din simbolul NSH arată rezistența termocuplului (Ohm) la o temperatură de 0

Fig. 70. Dependența relațiilorpentru unele metale la temperatură:

  ?? rezistența termometrului la temperaturăOhm; ?? rezistența termometrului la 0 ° C (273,15 K), Ohm

Structurally, thermocouples de rezistență sunt un sârmă de platină sau de cupru subțire, ranit bifilar pe un cadru special de mică, porțelan sau plastic, sau înfășurat într-o spirală și încorporat în canalele de protecție. Proiectarea termocuplului de rezistență este prezentată în fig. 71. Elementul sensibil pe cadrul ceramic constă din două spirale de platină conectate în serie /. Liniile scurte de platină sunt lipite la cele două capete ale acestor spirale.3, care sunt apoi sudate la lungimea necesară a conductorilor de ieșire. Spiralele de platină sunt plasate în canalele cadrului ceramic2. Fixarea spiralelor de platină și a concluziilor în cadru se efectuează cu glazură4, fabricate pe bază de oxizi de aluminiu și siliciu: coeficientul de dilatare liniară a glazurii este aproape de coeficienții de dilatare liniară a materialului terminalelor și a cadrului. Reglarea rezistenței nominale a elementului de detectarela 0 ° C, se efectuează o scădere treptată a lungimii capetelor opuse ale spiralelor de platină, urmată de lipirea la punctul 5. Spațiul dintre spiralele de platină este umplut cu pulbere de oxid pentru a îmbunătăți contactul termic între răsucirile spiralelor și cadrul.

Fig. 71. Diagrama unui traductor de temperatură rezistentă la platină.

7.2.5. Termocupluri piezoelectrice

La acest grup pot fi atribuite senzori de cuarț care măsoară modificarea frecvenței de rezonanță a unui cristal de cuarț, în funcție de schimbarea temperaturii. Traductorul de măsurare cu cuarț funcționează în intervalul de funcționare de la 80 ° C la +250 ° C, are un răspuns liniar de la -50 ° C la +250 ° C cu o precizie de 0,04 ° C și emite semnale convenabile pentru dispozitive de înregistrare sau digitale ulterioare prelucrare.

7.3. Măsurarea temperaturii fără contact

Căi fără contactmăsurarea temperaturii se bazează pe percepția energiei termice transmise prin radiație și percepută la distanță de obiectul studiat. Limita superioară a măsurării temperaturii în acest mod este teoretic nelimitată. Adesea metoda tradițională de contact de măsurare a temperaturii nu poate fi folosită din mai multe motive: suprafețe inaccesibile pentru contact direct (echipamente industriale, temperaturi ridicate în producția de cărămizi, ceramică, sticlă etc., substanțe agresive); materiale conducătoare de căldură; mărimea mică a obiectelor (măsurată prin metoda de contact, energia dintre senzor și obiectul de măsurare este redistribuită, astfel încât temperatura obiectului se poate schimba semnificativ).

Se știe că orice suprafață a cărei temperatură este peste zero absolută emite energie termică sub formă de radiație electromagnetică. Când radiația electromagnetică este absorbită de un corp radiant de alte corpuri, radiația electromagnetică este din nou transformată în energie termică. Radiația corpurilor încălzite se numește termică. Temperatura corpului poate fi măsurată la o distanță de radiația termică, în timp ce câmpul de temperatură al obiectului de măsurare nu este distorsionat. Prin urmare, metoda de măsurare a temperaturii fără contact se bazează pe faptul că elementul sensibil al instrumentului de măsurare nu este adus în contact cu obiectul de măsurare.

Se numește măsurarea temperaturii corpurilor prin radiația lor termicăpirometru. Instrumentele de măsurare a temperaturii radiației termice numiteradiațiisau pur și simplu pirometre.

Metodele de măsurare a temperaturii fără contact, teoretic, nu au o limită superioară a temperaturii de aplicare a acestora. Astfel, temperatura unei surse cu un spectru de emisie continuă, aproape de 6000 ° C, este măsurată prin aceleași metode ca temperatura, de exemplu, la 1000 ° C și în 2000 "C.

7.3.2. Luminozitate

Cel mai faimos dintre acestea sunt pirometrele cu un filament "dispăruitor" (Fig.76), utilizat pentru măsurarea temperaturii de luminozitate în regiunea vizibilă a spectrului. Principiul acțiunii: compararea luminozității radiației măsurate și a emițătorului de control, de exemplu, un filament de tungsten.

Este posibilă compararea ambelor luminozități, de exemplu, prin schimbarea luminozității emițătorului de control, schimbarea puterii de încălzire a filamentului într-un domeniu larg. Favorabil pentru sensibilitatea ochiului, lungimea de undă (0,65 μm) în regiunea părții vizibile a spectrului este asigurată de un filtru de lumină roșie. Dacă se obține egalizarea luminozității ca rezultat al egalizării, atunci partea superioară a filamentului va dispărea (încetează să mai fie vizibilă) pe fundalul imaginii sursei de radiație măsurată. Puterea de încălzire a filamentului în calea fluxului de radiație este un indicator al temperaturii de luminozitate a obiectului măsurat. Se citește pe scala de temperatură a dispozitivului de măsurare.

Intervalul de măsurare a temperaturii pentru pirometre cu filament "dispărut": 400 ... 5000(în cazuri speciale până la 10.000 ° C). Eroarea pirometrelor industriale este de ± 1% din limita superioară a domeniului de măsurare.

Fig. 76. Luminozitatea pirometrului cu filamentul "dispărut":

/ ?? lentile; 2, 7 ?? diafragma; 3, 6 ?? filtre; 4 ?? lampă lămpi;5 ?? ocular; 8 ?? reostat; 9 ?? dispozitiv de măsurare

7.3.3. Raportul spectral pirometru

efect colorimetresau spectrometre pirometre,pe baza redistribuirii luminozității energiei într-o anumită parte a spectrului cu temperatură. Ele determină luminozitatea obiectului măsurat la două lungimi de undă diferite.și . Dacă valorile corespunzătoare ale emisivității spectraleși sunt destul de aproape unul de celălalt (corp gri al radiatorului), atunci definiția temperaturii practic nu depinde de valoarea absolută a emisivității, deoarece temperatura dorită este direct determinată de raportul luminozității. Pentru a face acest lucru, în pirometrele care utilizează două filtre luminoase emit două radiații cu lungimi de undă diferite și fiecare servită pe două elemente sensibile fotoelectrice. Apoi, în funcție de semnalele de ieșire ale celulelor fotovoltaice, se formează raportul lor.

remarcă

Emissivitatea corpuluicare nu depinde de temperatură   și lungimi de undă , numit gri.

Intervalul de măsurare a temperaturii (topiri metalice) pentru pirometre din raportul spectral este de 800 ... 3000 ° C, eroarea este de 1 ... 2% din limita superioară a domeniului de măsurare.

remarcă

Spectral Pyrometrele raportului funcționează mai precis decât pirometrele de radiație, deoarece incertitudinea determinării coeficientului de emisie nu afectează rezultatele măsurătorilor.

7.3.4. Pirometri cu radiație completă

Principiul de funcționare se bazează pe dependența luminii energetice integrale a corpului într-un domeniu spectral larg de temperatură.

Radiator(figura 77); Acesta este un traductor primar de măsurare fără contact care reacționează la radiația unui corp încălzit în principal în regiunea infraroșie a spectrului cu o dinamică a valurilor de la 0,75 la 1000 μm. Lentile optice și un sistem cu oglindă sensibilă la infraroșu sunt utilizate pentru a focaliza radiația pe o termopilă miniaturală formată din mai multe traductoare termoelectrice conectate în serie sau un traductor rezistiv. Radierele sunt folosite pentru a măsura nu numai temperaturile ridicate (până la 3500 ° C), ci și temperaturile scăzute (până la 50 ° C).

Fig. 77. Pirometrul de radiație:

/ ?? lentile; 2, 5 ?? diafragma; 3 ?? termofilă; 4 ?? ocular; 6 ?? dispozitiv de măsurare

O metodă populară pentru diagnosticarea bolilor și proceselor inflamatorii este măsurarea temperaturii corpului cu ajutorul unor dispozitive speciale - termometre, numite și termometre. În funcție de devierea indicatorului obținut de la normă, medicul face o prognoză despre starea sistemelor corporale, va determina intensitatea terapiei medicamentoase necesare în primele zile de tratament. Răspunsurile la întrebări, ce termometre sunt cele mai bune de utilizat și pe care parte a corpului pentru a măsura temperatura, vă vor ajuta să înțelegeți cum să o măsurați corect, pentru a minimiza eroarea.

Ce este măsurarea temperaturii

Termometria este un set de metode și metode care ajută la măsurarea temperaturii, în medicină - corpul uman. Se face o comparație a gradului de încălzire a unui obiect cu o scară termodinamică absolută. Abaterea de la norma medie la partea mai mare sau mai mică arată medicului că procesele apar în organism care încalcă termoreglarea sa, de exemplu, lupta împotriva virusului sau inflamație. Măsurătorile periodice ale acestui parametru vă permit să monitorizați starea pacientului, să creșteți eficiența tratamentului în timp util, pentru a evita posibilele complicații.

Ce determină temperatura corpului

Pe lângă infecțiile infecțioase și alți factori externi (de exemplu, hipotermia sau supraîncălzirea), mulți factori afectează temperatura corpului. Veți vedea numere diferite pe termometru, măsurarea temperaturii pe suprafața pielii (în armpit sau în faltele inghinale) sau într-una din căile interne (oral sau rectal). Pe lângă localizarea măsurătorii, indicatorul afectează:

• timpul manipulării (dimineața / seara);
• vârsta pacientului;
• perioada ciclului menstrual la femei.

Temperatura corporală normală

Indicatorii fiziologici ai temperaturii normale a corpului uman pot varia între 36,3 - 37,3 ° C Norma de 36,6 ° C, la care ne-am obișnuit încă din copilărie, a fost stabilită pentru măsurarea în regiunea axilară, datorită caracteristicilor sale individuale, se poate abate de la 36,4 la 37,0 ° C. Temperatura rectală medie (în rect) este de 37,3-37,7 ° C; intervalele de temperatură pentru măsurarea orală, considerate indicatori sănătoși - 36,8 - 37,2 ° C.

Temperatura minimă a corpului uman

Corpul uman este mai bine adaptat la hipotermie decât la creșterea temperaturii. Abaterea de la normă în direcția limitei inferioare la 35 ° C este însoțită de o slăbiciune severă, după scăderea la 29 ° C o persoană își pierde cunoștința. Cea mai scăzută rată înregistrată la care a fost salvată durata de viață a pacientului supracoated a fost de 14,9 ° C. Moartea, de regulă, are loc atunci când atinge o notă de 25 ° C.

Temperatură critică

Cu o creștere a temperaturii victimei de la supraîncălzire la o valoare absolută peste 42 ° C și incapacitatea de a reduce indicatorul, probabilitatea de deces este mare. Sa constatat un caz când pacientul a reușit să supraviețuiască supraîncălzirii la 46,5 ° C. Limita inferioară poate ajunge, în unele cazuri, la 25-26 ° С. Atunci când hipertermia - o creștere a indicatorului la 42 ° C și mai sus - există o pierdere de conștiență, halucinații, iluzii. În acest caz, viața pacientului este în pericol grav și, prin urmare, este necesar să se coboare acest indice biometric în orice mod disponibil.

Care este temperatura măsurată

În sistemul SI (sistem internațional de unități), sunt adoptate două unități de bază pentru măsurarea indicatorilor de temperatură - grade Celsius și gradul Kelvin. Temperatura corpului în medicină este măsurată pe scara Celsius, pe care zero este egală cu t de congelare a apei, și o sută de grade este starea de fierbere.

Instrumente de masurare a temperaturii

În termometrie, se utilizează un dispozitiv special de măsurare - un termometru pentru măsurarea temperaturii corpului. Aceste dispozitive sunt, de asemenea, numite termometre. Sunt fabricate din diferite materiale (sticlă, plastic), au propriile caracteristici și principiul de funcționare (contact, contact, digital, mercur, infraroșu), eroare de măsurare. Fiecare tip de aceste dispozitive are avantajele și dezavantajele sale.

Clasificarea instrumentului

Principiul de bază prin care sunt clasificate termometrele pentru măsurarea temperaturii corpului este principiul de funcționare al acestor dispozitive de măsurare. Potrivit acesteia, ele sunt împărțite în:

• mercur;
• digitale;
• infraroșu (pentru metoda de măsurare fără contact).

Termometrele cu mercur sunt fabricate din sticlă, lucrează pe principiul extinderii mercurului în rezervorul de sticlă. Când se încălzește din corp, coloana de mercur se deplasează în sus pe scală, atingând o notă corespunzătoare corpului t. Această metodă de determinare a caracteristicilor de temperatură ajută la obținerea unei precizii ridicate a rezultatelor măsurătorilor, eroarea temperaturii reale când se utilizează acest tip de termometre este de numai 0,1 grade.

Împreună cu avantajele - accesibilitate, gamă largă de aplicații, durabilitate, obținerea de măsurători exacte - termometrele lichide cu mercur au dezavantaje semnificative:

• fragilitatea corpului;
• toxicitate la mercur (există un risc de otrăvire dacă deteriorați accidental rezervorul de mercur sau rupeți un termometru);
• durata de măsurare (până la 10 minute).

Termometrele electronice digitale sunt utilizate pe scară largă. Ele pot avea un aspect diferit, corpul lor fiind din plastic, iar temperatura este determinată de funcționarea unui senzor termodinamic. Termometrele electronice sunt mai sigure decât mercurul, ele ajută la obținerea unui rezultat rapid al măsurătorilor (într-un minut), totuși, precizia citirilor acestor dispozitive pierde în mod semnificativ termometre cu mercur.

Dispozitivele de măsurare a temperaturii în infraroșu nu necesită un contact direct cu corpul, timpul necesar pentru măsurarea temperaturii durează câteva secunde. Un senzor special afișează o imagine digitală în infraroșu, dispozitivul necesită ajustare, oferă o eroare de aproximativ 0,2 grade, este costisitor și este adesea utilizat în cazurile în care pacientul nu poate fi deranjat.

Mai ales pentru copiii care nu se pot odihni de mult timp, au inventat termometre, sfârcuri, deghizate ca o suzetă obișnuită. Acestea sunt fabricate din silicon, durata măsurării este de aproximativ cinci minute, dar acest lucru nu aduce niciun neplăceri copilului. Abaterea de la datele exacte poate ajunge la 0,3 grade.

Unde se măsoară temperatura

Nu toate părțile corpului au același indicator, prin urmare există modalități diferite de măsurare a temperaturii. Pentru a obține o determinare exactă a stării corpului, acest indicator biometric determină:

• axilar (termometrul este fixat și țineți capătul de lucru în axilă);
• oral (măsurarea se realizează prin eliminarea nivelului de radiație termică din gură);
• rectal (în rect);
• în faltele inghinale;
• în vaginul unei femei.

Cum se măsoară

În diferite cavități și zone, indicatorul de temperatură este măsurat conform anumitor reguli. Este important să verificați starea tehnică a dispozitivului pe care îl utilizați - înlocuiți bateria cu un termometru digital, dacă este necesar, reglați infraroșu, asigurați-vă că integritatea mercurului. Dacă aveți îndoieli cu privire la fiabilitatea rezultatelor - de exemplu, fruntea copilului este fierbinte și aparatul prezintă o temperatură normală, repetați procedura sau măsurați indicatorul pe altă zonă a corpului.

Mercur termometru

Înainte de a utiliza un termometru cu mercur, acesta este agitat pentru a aduce coloana de mercur la valoarea minimă pe o scală mai mică de 35 ° C. Dispozitivul trebuie să fie uscat și curat dacă se măsoară oral sau rectal; o condiție prealabilă pentru utilizarea termometrului este pre-dezinfectarea. Pentru termometrele din sticlă pentru a evita deteriorarea acestora, există reguli pentru depozitarea atentă într-un caz.

La efectuarea procedurii în axilă, dispozitivul este menținut în echilibru, apăsat strâns pe corp pentru timpul necesar. În măsurarea orală, dispozitivul este plasat sub limbă, este închis bine, respirația este efectuată prin nas. În timpul metodei rectale de măsurare, pacientul este plasat într-o poziție de sus în lateral, termometrul este introdus prin sfincter în rect și ținut timp de două până la trei minute.

Timpul pentru a măsura temperatura corpului cu un termometru cu mercur

Atunci când se utilizează termometre de contact, al căror tip este mercur, timpul în care se efectuează măsurarea este important. În funcție de locul de măsurare, acesta este:

• 5-10 minute pentru metoda axilară;
• 2-3 minute pentru rectal;
• 3-5 minute - oral.

termometru electric

Instrumentele de măsurare digitale trebuie folosite atunci când doriți rezultate precise și rapide. Funcția semnalului acustic, care este furnizată cu electrotermometre, facilitează monitorizarea termometriei, deoarece notifică utilizatorului că procesul de măsurare a fost finalizat. Ele produc așa-numitele termometre instant, care, datorită sensibilității ridicate a termoelementului, dau rezultatul în 2-3 secunde.

Masurarea temperaturii la distanta

Masurarea citirii temperaturii la distanta este o caracteristica comoda a termometrelor in infrarosu. Aceste dispozitive sunt rezultatul dezvoltării înalte a laboratoarelor, care determină calitatea muncii lor și precizia datelor obținute. Nu au efecte dăunătoare asupra organismului și sunt potrivite atât pentru pacienții imobilizați, cât și pentru sugari în mișcare constantă.

Algoritmul de măsurare

Folosind algoritmul corect pentru măsurarea temperaturii corpului, veți reduce influența factorilor externi, veți putea să monitorizați în timp util modificările indicatorilor termici, accelerând astfel procesul de recuperare a pacientului. În orice metodă și utilizarea oricărui tip de termometru de contact, respectați regulile de igienă și dezinfectare a dispozitivelor înseși. Algoritmul aplicării termometrului cu mercur:

1. Spălați-vă bine mâinile.
2. Scoateți dispozitivul din carcasă.
3. Îndepărtați cu atenție, dar ferm cu degetul arătător pe rezervor.
4. Asigurați-vă că coloana de mercur a scăzut sub 35 ° C.
5. Cheltuiți înghețat.
6. Dezinfectați termometrul după finalizarea procedurii.
7. Înregistrați-vă constatările.

Măsurarea temperaturii corpului în axilă

Aderă la următorul algoritm, veți înțelege cum să măsurați temperatura în axilă cu orice termometru pentru a obține valoarea exactă și nu utilizați altă metodă:

• efectuați măsurători de mai multe ori pe zi, la intervale regulate;
• apăsați termometrul strâns pe corp pentru a evita poziția liberă a termometrului;
• să păstreze o poziție fixă ​​a corpului în timpul procedurii;
• în scris, înregistrați cifrele superioare și inferioare în timpul zilei.

Sub care ar trebui să măsoare mănunchiul

Sensibilitatea fizică a axelor drepte și stângi este aceeași, deci nu contează care dintre acestea veți folosi pentru a măsura indicatorii de temperatură. Dacă doriți, puteți să eliminați valoarea din partea dreaptă și din stânga de mai multe ori pentru a vă asigura că obțineți aceleași date ca rezultat. Dacă aveți îndoieli cu privire la corectitudinea rezultatului, puteți măsura întotdeauna temperatura într-o altă zonă sensibilă, de exemplu în zona înghinită.

În gură

Răspunsul la întrebarea cu privire la măsurarea corectă a temperaturii în gură constă în următoarele două puncte principale - poziția termometrului și timpul de măsurare. Plasați dispozitivul sub vârful limbii, apăsați-l ferm și închideți-vă gura. Pentru a obține date, țineți această poziție timp de două sau trei minute, respirați prin nas, liniștit și calm. Înainte de a efectua procedura, asigurați-vă că tratați termometrul cu o cârpă de dezinfectare.

Prelucrarea termometrului

Un termometru curat, dezinfectat este o condiție importantă pentru obținerea datelor corecte la măsurarea indicatorilor. Tratamentul dispozitivului trebuie efectuat după fiecare procedură, la domiciliu, acest lucru se poate face cu ajutorul șervețelelor umezite în orice compoziție de alcool dezinfectant. După dezinfecție, dispozitivul este șters și uscat și plasat într-o cutie pentru depozitare.

video