Манометрические термометры

Материал из Контрольно-измерительные приборы и автоматики
Перейти к: навигация, поиск

Манометрические термометры

3.1. Принципиальная схема манометрического термометра

Принципиальная схема показывающего прибора (манометрического термометра) изображена на рисунке.

Изменение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем термосистемы через термобаллон 1 и преобразуется в изменение давления (объема). Это изменение по соединительному капилляру 2 передается упругому чувствительному элементу 4, представляющему собой одновитковую манометрическую пружину пережатого сечения.

Один конец пружины, связанный с капилляром, жестко закреплен в держателе 3, а другой — герметизирован и свободно перемещается под действием избыточного давления (объема).

Движение свободного конца пружины через передаточный механизм 8 преобразуется в перемещение стрелки прибора 6 относительно шкалы 5. Компенсация погрешности термометра при изменении температуры окружающей среды осуществляется термобиметаллом 7.



Если термосистема манометрического термометра заполнена азотом, гелием или аргоном, то приборы называются газовыми; жидкостные приборы заполняются кремнийорганической полиметилсилаксановой жидкостью ПМС-5 по ГОСТ 13032—77*. Термометры с системами, заполненными низкокипящими жидкостями (фреоном, хлористым метилом, ацетоном, этилбензолом), пары которых при измеряемой температуре частично заполняют термобаллон, называются к он денсационными (паровыми). Шкалы манометрических газовых и жидкостных термометров равномерные; конденсационных манометрических — неравномерные (сжатые на первой трети шкалы).

Максимально допустимые значения показателей тепловой инерции при измерении температуры воздуха (газа) без движения находятся в пределах от 500 до 800 с, при движении воздуха со скоростью 7 м/с — от 60 до 120 с. Те же показатели в воде соответственно от 15 до 30 с и от 3 до 6 с. Меньшие показатели инерционности у газовых термометров, большие — у жидкостных и конденсационных.

Тепловая инерция увеличивается с удлинением соединительного капилляра. Соединительный капилляр изготавливают из латунной трубки размерами 2,5×0,35 мм, защищенной по всей длине полиэтиленовой оболочкой (обычное исполнение — приборы с полиэтиленовой оболочкой не рекомендуется применять в пожароопасных и взрывоопасных помещениях) или металлической лентой. Для приборов тропического исполнения применяют ленту из коррозионно-стойкой стали. Капилляр необходимо прокладывать вдали от источников теплоты и холода, а также защищать от механических воздействий; минимальный радиус закругления при монтаже должен быть не менее 50 мм.


Термобаллон из стали 12Х18Н10Т снабжен жестким трубчатым хвостовиком различной длины, позволяющим погружать его в измеряемую среду на необходимую длину, которая оговаривается при заказе термометра. Для присоединения термобаллона к установке предусматривают присоединительный штуцер с вкладышами из стали марки А20, которые в обоснованных случаях по предварительной договоренности с изготовителем выполняются из стали 12Х18Н10Т. Термобаллон выдерживает давление до 6,4 МПа.

Для случаев больших давлений пользователю необходимо изготавливать защитную гильзу. В целях увеличения теплопроводности пространство между защитной гильзой и термобаллоном необходимо заполнить металлическими опилками или жидкостью с температурой кипения более высокой, чем верхний предел измерения. Основным условием правильности измерения температуры является полное погружение термобаллона в изменяемую среду. Положение термобаллона может быть любым: вертикальным, горизонтальным, наклонным.

Корпус показывающих и самопишущих манометрических термометров (таблица 3.2) должен устанавливаться только вертикально.

У газовых приборов длина термобаллона зависит от длины капилляров, у жидкостных — от пределов измерения.

Дополнительная погрешность (%) показаний приборов, вызванная отклонением температуры окружающего воздуха t от 20 °С, вычисляется по формуле Δ = ±[х + k(t − 20)], где х — половина основной допустимой погрешности (%), которая численно равна половине класса точности; k — температурный коэффициент, равный для конденсационных приборов 0,025, для газовых — 0,05 и для жидкостных — 0,075.


Таблица 3.2. Технические характеристики манометрических термометров

Категория Термометр Тип Класс точности Пределы измерения °С Длина, мм Диаметр термобаллона d, мм Резьба присоединительного штуцера D; габаритные размеры, мм
соединительного капилляра L3 погружения термобаллона L2 термобаллона L3
Измерительный преобразователь температуры Газовый с пневматическим выходным сигналом 13ТД73 0,6; 1,0; 1,5 −50…0; −50…+50; −25…+25; 0…50; 0…100 4,0 200; 250; 315; 400 160 20 МЗЗ×2; 205×140×97
1,0; 1,5 −50…+150; 0…150; 50…200; 100…150; 100…200; 100…300; 150…200; 150…300; 200…250; 200…300 1,6; 2,5 125
0…300; 100…400; 250…400; 300…350; 300…400 160
−50…+100; 0…200; 50…100; 50…150; 250…300 4
200…400 250; 315; 400 200
1,5 0…400; 100…500; 350…400; 350…500; 400…600 ; 450…600 1,6; 2,5 200; 250; 315; 400 160
0…600; 200…500; 200…600; 300…500; 300…600; 400…500; 500…600 4 250; 315; 400 200
Показывающие термометры Газовый ТГП-100 1,0; 1,5 −200…+50; −150…+50; −100…+50 1,6; 2,5; 4; 6 160; 200; 250 125 20 МЗЗ×2; диаметр 100, длина 48
1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16 315; 400; 500; 630 250
−50…+50; −50…+100; −50…+150; 0…150; 0…200 1,6; 2,5; 4; 6 160; 200; 250 125
1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40 315; 400; 500; 630 250
0…300; 100…300 1,6; 2,5; 4; 6 160; 200; 250 125
1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 315; 400; 500; 630 250
1,5 0…400; 0…600; 100…500; 200…500; 200…600 1,6; 2,5; 4; 6; 10 315; 400; 500; 630
Газовый сигнализирующий ТГП-100Эк 1,0; 1,5 −50…+50; −50…+ 100; −50…+150; 0…50; 0…200 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40 160; 200; 250; 315; 400; 500 630 250 20 МЗЗХ2; диаметр 100, длина 105
0…300; 100…300 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25
1,5 0…400; 0…600; 100…500; 200…600 1,6; 2,5; 4; 6; 10 315; 400; 500; 630
Конденсационный ТКП-100 1,5 −25…+35; −25…+75; 0…50; 0…100; 25…125; 50…150; 100…200; 200…300 1,6; 2.5; 4; 6; 10; 16; 25 125; 160; 200; 250; 315; 400 78 16 МЗЗ×2; диаметр 100, длина 48
Конденсационный сигнализирующий ТКП-100Эк МЗЗ×2; диаметр 100, длина 105
ТКП-160Сг 1,5; 2,5; (2,5; 4) * −25…+75; 0…120; 100…200; 200…300 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 12; 16; 25 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000 110 16 М27×2; 170× 170×80
Конденсационный ТПП2-В 4 25…125 1,6; 2; 2,5; 4; 6; 8; 10; 12 102 102 11,3 Накидная гайка М18×1,5; 63×63×60
Самопишущие манометрические термометры Газовый однозапиcной ** ТГС-711; ТГС-712 1 −50…+50; −50…+100; −50…+150 От 1,6 до 2,5 От 160 до 500 От 125 до 400 20 МЗЗ×2; 280×340×126
Газовый с регулирующим устройством ТГ-711Р; ТГ-712Р 1,5 50…150
0…400 От 200 до 630 От 100 до 500
0…100 От 160 до 500 От 125 до 400
Газовый двухзаписной ТГ2С-711; ТГ2С-712 1 0…150; 0…200; 0…300; 100…300 От 1,6 до 40 От 160 до 630 От 125 до 500
1,5 0…600; 100…500; 200…500; 200…600 От 1,6 до 10 От 200 до 400 От 160 до 250
Жидкостный однозаписной ТЖС-711; ТЖС-712 1 0…50 1,6; 2,5; 4; 6; 10 200; 250; 315; 400 140 12 М27×2; 280×340×126
Жидкостный с регулирующим устройством *** ТЖ-711Р; ТЖ-712Р −50…+50; 0…100; 50…150 125; 160; 200; 250; 315; 400 71
Жидкостный двухзаписной ТЖ2С-711; ТЖ2С-712
Жидкостный однозаписной ТЖС-711 1 −50…+100; 0…150 1,6; 2,5; 4; 6; 10 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400 63 12 М27×2; 280×340×126
ТЖС-712
Жидкостный с регулирующим устройством ТЖ-711Р
ТЖ-712Р 1,5 −50…+ 150; 0…200 80; 100; 125; 160; 200; 250 40
Жидкостный двухзаписной ТЖ2С-711
ТЖ2С-712 1 100…300 315; 400
* Класс точности 1,5 и 2,5 на участках шкалы свыше 130 и 40 °С, класс точности 2,5 и 4 на участках от 100 до 130 °С и от 0 до 40 °С.
** Для газовых самопишущих приборов всех типов зависимости между длиной соединительного капиляра, длиной погружения термобаллона и длиной термобаллона до верхних пределов измерения до 400 °С и выше представлены в таблице 3.2-2
*** Класс точности самопишущих приборов с регулирующими устройствами для всех пределов измерения не более 1.5.


Таблица 3.2-2. Зависимости между длиной соединительного капиляра, длиной погружения термобаллона и длиной термобаллона до верхних пределов измерения до 400 °С и выше для газовых самопишущих приборов всех типов

Предел измерения до 400 °С
L1, мм L2, мм L3, мм
125 160; 200; 250; 315; 400 1,6; 2,5
160 200; 250; 315; 400 4; 6
200 250; 315; 400 10
250 315; 400 16
400 500 25
500 630 40
Предел измерения 400 °С и выше
L1, мм L2, мм L3, мм
160 200; 250; 315; 400 1,6; 2,5
200 250; 315; 400 4; 6
250 315; 400 10
400 500 16
500 630 25



Манометрические термометры: