Манометрический термометр, назначение, принцип действия

Эти приборы служат для измерения температуры от -120 до +600 °С. В зависимости от рабочего вещества замкнутой системы манометрические термометры подразделяются на газозаполненные (газовые), система которых заполнена инертным газом (азотом) при начальном давлении 0,98-4,9 МПа (для уменьшения барометрической погрешности), позволяющие измерять температуру в пределах 0-600 °С; жидкозаполненные (жидкостные), система которых заполнена ртутью (при измерении температуры в интервале -30 до 600 °С) или ксилолом (при измерении температуры в интервале -40 до 200°С) при начальном давлении 1 47-1,96 МПа, и конденсационные, в которых термобаллон частично (на ²/₃) заполнен низкокипящей жидкостью (хлорметилом, хлорэтилом, ацетоном и др.), позволяющие измерять температуру в интервале от -25 до 250 °С (давление насыщенного пара в системе термометра изменяется непропорционально изменению температуры, поэтому шкала конденсационного прибора получается неравномерной).

Промышленностью выпускаются манометрические термометры различных типов: показывающие газовые и жидкостные (ТПГ4, ТПЖ4), показывающие газовые и жидкостные с пневматической и электрической дистанционными передачами, преобразующими температуру в унифицированный пневматический или электрический сигнал (ТПГ4-П, ТПЖ4-У1), показывающие и сигнализирующие газовые и парожидкостные (ТПГ-СК, ТПП-СК), самопишущие газовые и жидкостные с пневматическим регулирующим устройством (ТГ-711Р, ТЖ-711Р). Основная погрешность манометрических термометров составляет ±0,5-2,5.

На рисунке 1 показана схема манометрического термометра.

Прибор состоит из термобаллона 6, капиллярной трубки 5, трубчатой одновитковой или многовитковой пружины), держателя 4, поводка 2, зубчатого сектора 3. Термобаллон, капилляр и трубчатая пружина образуют замкнутую термосистему, заполненную рабочим веществом. При измерениях термобаллон помещают в контролируемую среду. При нагревании термобаллона давление рабочего вещества внутри замкнутой системы увеличивается. Увеличение давления воспринимается трубчатой пружиной, свободный конец которой отклоняется и через передаточный механизм перемещает перо или стрелку по шкале, которая градуируется непосредственно в градусах.

Рисунок 1 - Схема манометрического термометра с трубчатой пружиной

Термобаллон представляет собой стальную или латунную трубку, с одного конца закрытую, а с другого соединенную с капилляром. Капилляр изготовляют из медной или стальной трубки с внутренним диаметром 0,15-0,5 мм и длиной до 60 м. Снаружи он защищен от механических повреждений оцинкованной стальной оплеткой.

При установке манометрического термометра положение термобаллона для газовых и жидкостных термометров может быть любым, а для конденсационных - вертикальным. При этом термобаллон помещается в середину потока. В случае измерения температуры агрессивной среды или среды, находящейся под большим давлением (свыше 6,27 МПа), термобаллон устанавливается в защитной гильзе, заполненной маслом или медными опилками. Корпус прибора должен располагаться вертикально на месте, свободном от вибраций и защищенном от нагревательных устройств. Капилляр крепится к стенке при помощи крючков или скоб. Для защиты от механических воздействий его заключают в трубу. Температура окружающей среды не должна превышать 60 °С.

Манометрические термометры широко применяются в пищевых производствах для дистанционного измерения, сигнализации и регулирования температуры, например в линиях подачи горячей воды, варочных колоннах, котлах и других теплообменных аппаратах.