Манометрические термометры
Манометрические термометры
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: