Действие манометрических термометров основано на использовании зависимости давления вещества при постоянном объеме от температуры. Замкнутая измерительная система манометрического термометра состоит (рис. 3-6) из чувствительного элемента, воспринимающего температуру измеряемой среды, — металлического термобаллона /, рабочего элемента манометра 2, измеряющего давление в системе, и длинного соединительного металлического капилляра 3. При изменении температуры 'измеряемой среды давление в системе изменяется, в результате чего чувствительный элемент перемещает стрелку или перо по шкале манометра, отградуированного в градусах температуры. Манометрические термометры часто используют в системах автоматического регулирования температуры, как бес шкальные устройства информации (датчики).
Рис 6
. Схема манометрического термометра
Манометрические термометры подразделяют на три основных разновидности:
1) жидкостные, в которых вся измерительная система (термобаллон, манометр и соединительный капилляр) заполнена жидкостью;
2) конденсационные (по старым терминологиям: паровые или парожидкостные), в которых термобаллон заполнен частично жидкостью с низкой температурой кипения и частично — ее насыщенными парами, а соединительный капилляр и манометр — насыщенными парами жидкости или, чаще, специальной передаточной жидкостью;
3) газовые, в которых вся измерительная система (термобаллон, манометр и капилляр) заполнена инертным газом.
Достоинствами манометрических термометров являются: сравни тельная простота конструкции и применения, возможность дистанционного измерения температуры (передачи показаний на расстояние) и возможность автоматической записи показаний.
К недостаткам манометрических термометров относятся: относительно невысокая точность измерения (класс точности 1,6; 2,5 или 4,0 и реже 1,0); небольшое расстояние дистанционной передачи показаний (не более 60 м) и трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы., у
В жидкостных манометрических термометрах в качестве термометрического вещества чаще всего используют ртуть для измерений в интервале температур от -25 до 600°С и реже органические жидкости: метиловый спирт или ксилол С6Н4(СНз)2 для измерений в интервале температур от -80 до 320°С. Измерительная система заполняется термометрическим веществом под большим начальным давлением (при температуре заполнения). Это необходимо для того, чтобы снизить возможные дополнительные погрешности за счет гидростатического давления жидкости.
В конденсационных манометрических термометрах наибольшее распространение получили термометрические вещества, приведенные в табл. 3-2.
Таблица 3
Термометрические вещества для конденсационных манометрических термометров
Наименование | Формула | Температура кипения при нормальном атмосферном давлении, °С | Критическая температура. °С | Критическое давление, бар | Пределы применения, °С | |
нижний | верхний | |||||
Хлор-метил | СН3С1 | -23,7 | + 143,2 | 64,5 | —25 | +75 |
Хлор-этил | С2Н5С1 | +12,2 | 170,0 | 50,6 | 0 | 120 |
Ацетон | С3Н60 | +56,1 | 235,0 | 46,1 | +60 | Ш) |
Бензол | С6Н6 | +79,6 | 288,5 | 46,8 | +80 | ; 250 |
Ртуть | Hg | 356,6 | — | — | 350 | 500 |