Принцип дії манометричного термометра заснований на використанні залежності між температурою і тиском термометрического речовини (газу, рідини), що заповнює герметично замкнуту термосістем термометра. Принципо-ва схема показує манометричного термометра приве-дена на рис. 3.4.
Термосистеми складається з термобаллона 1, капіляра 2 і манометричної одно- або многовитковой пружини 3. Капіляр з'єднує термобаллон з нерухомим кінцем манометричної пружини. Рухомий кінець пружини запаяний і через шарнірне з'єднання 4, поводок 5, сектор 6 зв'язаний зі стрілкою приладу 7.
При зануренні термобаллона в середу, температура якої вимірюється, змінюється тиск термометрического речовини в замкнутій Термосистеми, чутливий елемент якої (манометрична пружина) деформується і її вільний кінець переміщається. Дана зміна положення пружини перетворять-ється в відповідне переміщення реєструє стрілки щодо шкали приладу. Поперечний переріз манометріче-ської пружини, виконаної у вигляді порожнистої металевої (сталь, латунь, бронза) зігнутої трубки, або овальне (рис. 3.4, б), або складної форми з перетиснутій середнім ділянкою і двома каналами каплевидної форми (рис. 3.4, в ), що підвищує її хутра-нічних міцність, зменшує внутрішній обсяг і знижує додаткову температурну похибку, пов'язану зі зміною температури навколишнього середовища. Циліндричний термобаллон виготовляють з нержавіючої сталі, що забезпечує можливість контролю температури хі-но агресивного середовища. Для захисту від механічних поврежде-ний капіляр, виконаний у вигляді мідної або сталевої трубки внутрішнім діаметром 0,35 і зовнішнім 2,5 мм, прокладають в захисній металевій оболонці. Довжина капіляра різна і змінюється в залежності від виду термометра від 0,6 до 60 м.
Залежно від термометрического речовини манометрические термометри діляться на газові, конденсаційні і рідинні.
У газових і рідинних термометрах вся Термосистеми запол-нена тим чи іншим речовиною, в конденсаційних термометрах термобаллон заповнений низкокипящей рідиною і її насичений-ними парами, а в іншій частині Термосистеми знаходяться або насичені пари даної рідини, або спеціальна рідина для передачі тиску з термобаллона в манометричну пружину. Відмінність приладів конденсаційного типу полягає також в значній нелінійності залежності тиску насиченої пари від температури. Тому необхідне застосування спеціальних пристроїв для отримання рівномірної шкали термометра. Характер заповнення визначає розміри термобаллона і довжину капіляра: вони найбільші у газових термометрів, най-менші у рідинних. Значні габарити термобаллона газових термометрів обмежують область їх застосування.
На показання манометрических термометрів значний вплив мають зовнішні умови: зміна температури навколишнього повітря (додаткова температурна похибка), різна висота розташування термобаллона і пружини (гідростатична похибка) коливання атмосфер-ного тиску (барометрична похибка).
Додаткова температурна похибка, що з'являється через зміну пружності манометричної пружини, характерна для газових і конденсаційних термометрів: при підвищенні температури повітря пружність пружини знижується, що при-водить, до завищення показань термометра. Зміна температури навколишнього середовища призводить також до зміни температури термометрической середовища в капілярі і пружині і, отже, до зміни тиску в Термосистеми. Це джерело додаткової температурної похибки проявляється в газо-вих і рідинних манометричних термометрах. Зменшити цю похибку можна за допомогою спеціальних компенсато-рів (біметалічна пружина, інварними сердечник), установкою паралельної Термосистеми без термобаллона, а також шляхом застосування манометричної пружини спеціальної форми.
При роботі конденсаційних і рідинних термометрів необ-ходимо враховувати гідростатичну похибка введенням поправки, яка додається, якщо пружина знаходиться вище термобаллона, або віднімається, якщо нижче.
Приклад. При вимірюванні температури газу термобаллон рідинного ртутного термометра знаходиться на 2 м вище, ніж манометрична пружина. Тиск, що підводиться до пружини, визначається як тиск в термобалоні плюс тиск стовпа рідини, величина якого визначається зазначеним перепадом рівнів розташування елементів термометра і обчислюється по фор-мулі:
де # 916; H- різниця рівнів розташування термобаллона і манометричної
пружини, # 916; H = 2 м;
# 961; - щільність ртуті, # 961; = 13,595 кг / м 3;
g-прискорення сили тяжіння, м / с 2.
Pг = 2,0 · 13,595 · 9,81 = 0,257 МПа.
На цю величину показання манометричного термометра будуть за-вишени. При чутливості приладу 0,02 МПа / ºС помилка вимірювання соста-вит 12,8 ° С.
Манометрична пружина термометра знаходиться під дією тиску, що дорівнює різниці тисків у Термосистеми і зовнішнього атмосферного, тому зміна останнього впливає на точність вимірювання температури. Наведена баро-метрична похибка (%) визначається за рівнянням
де # 916; p # 963; -зміна барометричного тиску, Па;
pk. pн -Тиск в Термосистеми, відповідні конеч-ному та початкової значенням шкали термометра, Па.
Клас точності манометрических термометрів 1,0; 1,5; 2,5 і 4,0 при роботі в інтервалі температур навколишнього повітря від 5 до 50 ° С і відносній вологості до 80%. Прилади изго-тавліваются різних модифікацій: що показують, самописні (з діаграмами дискового і стрічкового типу), з сигнальними і регулюючими пристроями, а також з вихідними уніфікованими сигналами для включення в систему автоматичного контролю і регулювання.
Повірка манометрических приладів проводиться за допомогою зразкових скляних рідинних термометрів. Скляний термометр і термобаллон занурюють в термостат і послідовно-тельно витримують протягом трьох хвилин в кожній повіряється точці, підвищуючи температуру з початкової до кінцевої позначки шкали. Потім після п'ятихвилинної витримки операція повторюється знову, але вже з пониженням температури. Таким чином визначається точність манометричного термометра і його варіації (різниця між похибками при прямому і зворотному ходах.)
Манометричні термометри застосовуються для контролю тим-ператури охолоджуючої води, повітря, рідкого і газоподібного палива, на установках для отримання захисного газу, підприєм-ня печах, кисневих станціях і т. П.
Термометр дистанційний показує типу ТПК-60 / 3М.
Термометр ТКП-60 / 3М рис.3.5 призначений для безперервного вимірювання температури води, масла та інших неагресивних рідин в умовах підвищеної вібрації. Діапазон вимірювань 25 + 125 С.Класс точності 2,5.
Довжина з'єднувального капіляра 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 12,0 м.
Діаметр корпусу 60мм.
Термометри манометричні типів ТГП-100, ТГП-100Ек, ТКП-100, ТКП-100Ек.
Призначені для безперервного вимірювання температури рідких і газоподібних середовищ в стаціонарних промислових установках та управління зовнішніми електричними ланцюгами від сигналізує пристрою рис.3.6.
Діапазон вимірювань -50 ... + 400С. Клас точності 1, 1,5. Довжина з'єднувального капіляра 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0 м.
Діаметр корпусу 100 мм.
Термометри манометричні конденсаційний показує сигналізує типу ТКП-160Сг-М1.
Призначений для контролю і сигналізації гранично допустимих температур рідин, парів і газів в стаціонарних промислових установках рис.3.7.
Діапазон вимірювань -25 + 75; 0-120; 100-200; 200-300 С.
Клас точності 1,5; 2,5. Довжина з'єднувального капіляра 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0 м. Діаметр корпусу 160 мм.