Рисунок 1: Биметаллические термометры
Биметаллический термометр – это прибор для измерения температуры. Он преобразует температуру среды в механическое вытеснение с помощью биметаллической полосы. Биметаллическая полоса состоит из двух разных металлов с разными коэффициентами теплового расширения. Биметаллические термометры — это простой, долговечный и экономичный способ измерения температуры. Биметаллические термометры также иногда называют биметаллическими термометрами.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом биметаллических термометров здесь!
Строительство и проектирование
Биметаллический термометр работает за счет использования двух основных свойств металла:
- Свойство теплового расширения металла
- Коэффициент теплового расширения разных металлов различен для одной и той же температуры.
Основным компонентом биметаллического термометра является биметаллическая полоса. Биметаллическая полоса состоит из двух тонких полос из разных металлов, каждая из которых имеет разные коэффициенты теплового расширения. Тепловое расширение – это свойство металла менять свою форму или объем при изменении температуры. Металлические полосы соединяются по длине путем сплавления или клепки. Полосы закреплены на одном конце и свободно перемещаются на другом конце.
Обычно используются два металла — сталь и медь, но также можно использовать сталь и латунь. Поскольку их тепловое расширение различно, длина этих металлов изменяется с разной скоростью при одной и той же температуре. Благодаря этому свойству, при изменении температуры металлическая полоса с одной стороны расширяется, а с другой нет, что создает эффект изгиба. Это можно увидеть на рисунке 2.
При повышении температуры полоса будет поворачиваться в сторону металла с более низким температурным коэффициентом. При понижении температуры полоса изгибается в сторону металла, имеющего более высокий температурный коэффициент. Прогиб полосы указывает на изменение температуры. Это изгибающее движение подключается к диску на термометре, выводя температуру среды. Калибровка является важным этапом для обеспечения правильных показаний температуры.
Рисунок 2: Биметаллическая полоса: неподвижный конец (A), свободный конец (B), биметаллическая полоса (C) и прогиб (D)
Преимущества и недостатки биметаллических термометров
К преимуществам биметаллических термометров можно отнести:
- Простая и прочная конструкция
- Дешевле других термометров
- Они полностью механические и не требуют для работы какого-либо источника питания.
- Простота установки и обслуживания
- Почти линейная реакция на изменение температуры
- Подходит для широкого диапазона температур
К некоторым недостаткам биметаллических термометров можно отнести:
- Их не советуют использовать при очень высоких температурах.
- Они могут потребовать частой калибровки.
- Может не давать точных показаний для низкой температуры.
- Калибровка нарушается при неправильном обращении
Виды биметаллических термометров
Существует два типа биметаллических термометров: спирально-полосовой биметаллический термометр и спирально-полосовой биметаллический термометр. Спиральные и спиральные полосы используются для удержания размера термометра в допустимых пределах.
Биметаллический термометр Helix strip
Как следует из названия, для измерения температуры в этом типе термометра используется биметаллическая полоса в форме спирали. Указатель соединяется через вал на свободном конце полосы. Полоса наматывается по спирали внутрь стержня, как показано на рисунке 3. По мере повышения температуры спиральная полоса чувствует изменение температуры. Полосовой металл с более высоким коэффициентом теплового расширения расширяется и наматывается вверх вдоль штока, вращая вал. Это вращение приводит к тому, что стрелка перемещается в положение на диске, которое показывает температуру носителя. При понижении температуры металл с меньшим коэффициентом теплового расширения сжимается и вращает вал. Затем указатель считывает нижнюю температуру на циферблате.
Они в основном используются в промышленных целях, так как могут быть размещены внутри защитной гильзы, которая обеспечивает работу в условиях высоких температур и давления.
Рисунок 3: Спиральный полосовой биметаллический термометр: температурная шкала (А), стрелка (В), биметаллическая спираль (С), колба (D)
Биметаллический термометр со спиральной полосой
Спиралевидная полоса используется для измерения температуры в биметаллическом спирально-полосовом термометре, как показано на рисунке 4. При повышении температуры две металлические полосы расширяются по-разному. При этом создается эффект изгиба, и полоса скручивается таким образом, что металл с более высоким тепловым коэффициентом образует внешнюю сторону дуги. При понижении температуры металл с меньшим тепловым коэффициентом образует внутренний слой дуги. Стрелка и диск, прикрепленные к спирали, считывают эту деформацию, которая указывает на температуру среды.
Они в основном используются для термостатов или измерения температуры окружающей среды, так как они чувствительны к более низким колебаниям температуры.
Иллюстрация 4: Биметаллический термометр со спиральной полосой: биметаллическая полоса (А), фиксированный конец (В)
Критерии выбора
При выборе биметаллического термометра для вашего применения следует учитывать следующие критерии выбора:
- Диапазон температур: биметаллический термометр должен находиться в пределах верхней и нижней предельной температуры. Из-за экстремальных температур металлы могут достигать пределов расширения и не отскакивать, что приводит к необратимому повреждению термометра.
- Стержень: Длина и диаметр стержня для биметаллического термометра со стержнем должны быть определены в соответствии с требованиями применения. Для этого может потребоваться определить длину погружения или глубину погружения в резервуар, в котором будет использоваться термометр.
- Защитные гильзы: Гильза представляет собой цилиндрический трубный фитинг, который защищает датчики температуры, установленные в промышленных приложениях. Он действует как барьер для защиты дорогостоящего термометра от любых потенциальных повреждений технологической жидкостью. Защитные гильзы необходимо использовать там, где шток может подвергаться воздействию экстремальных температур, давления, высокой скорости или жидкости коррозионного характера. С установленной защитной гильзой термометры можно легко снять и заменить без остановки процесса. Поскольку защитная гильза защищает термометр, она служит дольше, снижая затраты на техническое обслуживание и замену.
- Тип термометра: Биметаллический термометр может иметь спиральную полосу или спиральную полосу. Спиральный полосовой термометр предпочтительнее для промышленного применения, такого как нефтеперерабатывающие заводы, масляные горелки и т. Д. Биметаллические полосы наматываются по спирали внутрь стержня и могут поддерживаться защитными гильзами для работы при экстремальных температурах и давлениях. Спиральные ленточные термометры используются в термостатах из-за их чувствительности к низкотемпературным колебаниям.
Калибровка биметаллического термометра
Наиболее точным методом калибровки биметаллического термометра является метод точки льда. Чтобы откалибровать биметаллический термометр с помощью этого метода, полностью наполните стакан льдом, добавьте холодную воду и оставьте на 4-5 минут. Затем вставьте ножку термометра в ледяную воду. Следите за тем, чтобы ножка не касалась дна или боковых сторон стакана. Оставьте его в покое до тех пор, пока циферблат не перестанет двигаться. Если термометр точен, он должен показывать 0°C или 32°F. Если нет, поверните гайку, расположенную под диском, так, чтобы она показывала 0°C. Проверяйте через равные промежутки времени, чтобы убедиться в точности. Еженедельная или ежемесячная калибровка термометра должна быть введена в действие в зависимости от требований вашей области применения.
Использование
Биметаллические термометры используются как в жилых, так и в коммерческих целях. Наиболее распространенными областями применения биметаллических термометров являются:
- Кондиционеры
- Термостаты
- Устройства управления
- Нагревательный прибор
- Печи
- Горячие провода
- Нпз
- Масляные горелки
Вопросы и ответы
Нужно ли погружать в среду всю трубку, или достаточно наконечника?
Вся трубка должна быть погружена в среду. Трубка содержит биметаллическую катушку, которая деформируется под воздействием температуры. Для точного измерения он должен полностью соприкасаться со средой.
.png)
0 комментариев