Часто при ремонтных работах или во время экспериментов приходится измерять температуру среды, погрузив в нее измерительное устройство. Для таких замеров необходим жидкостный термометр.
Термометры технические, в основе которых лежит жидкостная система (нагрев рабочей жидкости), зачастую изготовлены из обычного стекла, поэтому являются крайне хрупкими.
Бытовой жидкостный термометр
Жидкостный термометр (например, популярный ТТЖ М или ТС-7-М1) применяется в быту, на улицах, внутри зданий, в больницах.
Термометр с изогнутым каналом для снятия показаний в кипятильниках и трубах
Что такое жидкостный термометр. Принцип работы
В основе термометрического измерения лежит принцип теплового расширения жидкостей.
Технический термометр состоит из 5 компонент:
- шарик;
- жидкость;
- капилляр;
- перепускная камера;
- шкала.
Строение термометра
Шариком является та часть устройства, куда помещается жидкость (например, ртуть, керосин или спирт). Капилляр – это узкий цилиндрический канал. Из-за сильного повышения температуры (например, в жарких странах, где температура достигает 43-45 градусов), простые ртутные термометры могут лопаться. Жидкость расширяется настолько, что занимаемый ею объем превышает объем шарика и капилляра. Поэтому многие термометры снабжают перепускной камерой — специальным пространством, в которое перетекает избыток жидкости.
Термометры жидкостного типа классифицируют по видам используемых жидкостей: ртуть, спирт, керосин, ртутные сплавы, метилкарбитол и пр.
Ртутные выделяются металлическим столбиком, красные столбики бытовых термометров чаще всего являются компонентами спиртовых конструкций (в спирт добавляют краситель красного или синего цвета, чтобы удобнее было снимать показания). Добавление красителей изменяет температурные характеристики смеси.
Использование ртути позволяет эксплуатировать устройство в широком диапазоне: от -39 до +600 градусов по шкале Цельсия. У ртути высокая температура замерзания, поэтому использовать ее ниже -35 градусов уже неэффективно, так как металл переходит в полностью твердое состояние и перестает реагировать на понижение температур.
Температура испарения ртути достаточно низкая, и поэтому ее можно использовать даже при высоких температурах. При показаниях выше 600 градусов ртуть превращается в чистый металлический газ и перестает расширяться, так как стремится перейти в плазменное состояние.
Ртуть – жидкий металл, входящий в состав многих термометров
Используя некоторые сплавы ртути, можно расширить нижний порог измерений, тем самым кардинально снизить верхний порог. Термометры, основанные на сжатии и расширении таких сплавов, позволяют производить измерения при температуре от -60 до +120 градусов Цельсия.
Спиртовые жидкостные термометры позволяют производить измерения от -80 до температуры кипения воды +100 градусов.
Есть термометры, которые предназначены для снятия температурных показаний жидкостей, такие приборы рассчитаны на погружение. Это могут быть устройства с полным погружением или частичным. У последних снизу, где расположен капилляр, имеется метка, до которой следует погружать устройство, чтобы снятые показания были максимально точными.
Читайте также: какие бывают градусники без ртути и как они работают.
Точка погружения
Эта отметка позволяет произвести компенсацию скачков температуры воздуха, которые непосредственно влияют и на жидкость.
Жидкостные термометры широко используют на предприятиях и заводах, чтобы снимать показания температуры жидких растворов и веществ, протекающих по технологическим трубам. Такие процедуры усложняют измерение температуры жидкости из-за недостаточного доступа. В трубках и резервуарах создают специальные измерительные каналы для ввода устройства и снятия показаний.
Правила использования и меры предосторожности
Термометры состоят в основном из стекла и жидкости. Они представляют опасность по двум причинам: битое стекло и токсичность активного вещества.
Ртуть – очень токсичное вещество
В химической промышленности чаще применяют ртутные или спиртовые термометры. Лабораторные эксперименты требуют высокой точности, а жидкостные устройства позволяют выполнить процедуры на высшем уровне. Для этого используется большой объем ртути. Работая с такими устройствами, под термометром следует держать специальный поднос, чтобы в случае разрушения как можно быстрее собрать ртуть.
Главное в случае разбитого термометра – быстро собрать ртуть
Падая с высоты человеческого роста, ртуть быстро раскалывается на много шариков и разлетается во все стороны. Шарики токсичного жидкого металла попадают в щели пола, во все отверстия и трещины.
Ртуть – очень текучий металл. Собрать ее полностью – непростая задача. Постепенно ртуть начнет испаряться, создавая опасный токсичный фон. Проветрить помещение от ртутных паров непросто, так как ртутный пар – это очень тяжелый газ.
Процедура удаления ртути из помещения называется демеркуризацией.
Если термометр разбился, все работы должны быть немедленно прекращены, ртуть должна быть сразу убрана. Уборка ртути означает следующие действия:
- Всю видимую ртуть следует немедленно убрать. Есть два способа уборки – резиновой грушей и ватным тампоном. При уборке тампоном помните, что тампон следует смазать маслом.
- Вся собранная ртуть должна быть передана специальной службе. Ртуть нельзя выливать в канализацию, она намного тяжелее воды.
- Место, где ртуть была пролита, следует обработать 20-процентным раствором хлорида железа (III), после чего дождаться полного высыхания.
- Спустя сутки поверхность следует протереть моющим средством и чистой водой.
Плюсы и минусы жидкостных термометров
Основные минусы приборов — небезопасность жидкостей в случае разгерметизации (особенно в случае с токсичной ртутью) и невозможность применения в экстремально низких или высоких температурах.
Цена деления большинства термометров составляет 1-2 градуса по шкале Цельсия. Это позволяет производить вычисления достаточно точно, однако диапазон температур у каждой модели свой.
Достоинствами жидкостных термометров является широкая сфера применения – как в бытовых и медицинских целях, так и воздушных, паровых, газовых и силовых установках.
Популярные модели жидкостных термометров, их цены и сравнение
К самым популярным относятся приборы ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1.
Популярные жидкостные приборы: ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1
ТТЖ-М исп4
Термометр выпускает компания «Стеклоприбор». Г-образная форма предусматривает снятие показаний в различных кипятильных устройствах с предусмотренным клапаном. Средняя цена устройства – 350 рублей.
Активным веществом выступает керосин, цена деления шкалы – 2 градуса. Длина погружной части составляет 6,5 см, измеряемый диапазон – от 0 до +100 градусов Цельсия.
ТС-7-М1 исп1
Устройство относится к классу бюджетных — цена варьируется от 250 до 300 рублей. Используется преимущественно в сельском хозяйстве. Рабочей жидкостью является метилкарбитол, измеряемый предел температур — от -20 до +70 градусов Целисия. Длина погружной части всего несколько сантиметров.
БТ-52.220
Биметаллический прибор, Разработан специально для агрессивных сред, которые встречаются на нефтедобывающих, пищевых и химических производствах.
Устойчив к коррозии, позволяет менять диапазоны температур. Средняя цена — 1200 рублей.
Благодаря сменным гильзам длина погружной части может меняться от 6,4 до 25 см. Минимальный диапазон — от -45 до 0 градусов Цельсия. Максимальным – от 0 до +450 градусов.
Прибор разработан компанией «Росма». Гильзы этого устройства изготавливаются из латуни и нержавеющей стали. Работает устройство при температуре окружающей среды в диапазоне от -10 до +60 градусов. Циферблат изготавливается из алюминия. Прибор оснащен радиальной шкалой и стрелкой.
СП-1
Жидкостное устройство, выпускается компанией «Термоприбор». Средняя цена — порядка 2000 рублей.
Прибор работает только в плюсовых диапазонах. Конструкция позволяет использовать четыре диапазона: минимальный – от 0 до +100 градусов Цельсия, максимальный – от 0 до +300 градусов.
Прибор устойчив к вибрациям, используется в цехах, на машиностроительных фабриках. Рабочая жидкость — ртуть.
Опубликовано 24.05.2018 Обновлено 13.04.2021 Пользователем digrand
Похожие статьи
Похожие статьи