A különféle hőmérők elve
A hőmérő egy általános kifejezés a hőmérsékletmérő műszerekre, amely képes pontosan megítélni és mérni a hőmérsékletet. A tervezési alap a szilárd anyagok, folyadékok és gázok hőmérséklet hatására bekövetkező tágulása és összehúzódása. Kerozin hőmérők, alkoholos hőmérők, higanyhőmérők, gázhőmérők, ellenálláshőmérők, hőelemes hőmérők1, sugárzási hőmérők, optikai hőmérők, bimetál hőmérők stb. közül választhatunk, de ügyelnünk kell a helyes felhasználási módra. A hőmérő lényeges jellemzőinek megértése és jobb használata érdekében ezt a könyvet kifejezetten írtuk.
1. Gázhőmérők: Hőmérsékletmérő anyagként gyakran hidrogént vagy héliumot használnak. Mivel a hidrogén és a hélium cseppfolyósítási hőmérséklete nagyon alacsony, közel nulla, hőmérséklet mérési tartománya igen széles. Ez a hőmérő nagyon magas, és többnyire precíziós mérésekre használják.
2. Ellenállás-hőmérő: Fémellenállás-hőmérőre és félvezető-ellenállás-hőmérőre oszlik, amelyek a hőmérséklettel változó ellenállásérték jellemzői szerint készülnek. A fémhőmérők főként tiszta fémeket használnak, például platinát, aranyat, rezet, nikkelt és ródiumvasat, valamint foszforbronzötvözeteket; A félvezető hőmérők főként szenet, germániumot stb. használnak. Az ellenálláshőmérők könnyen használhatók, megbízhatóak és széles körben használatosak. Mérési tartománya körülbelül -260 fok és 600 fok között van.
3. Hőelemes hőmérő: Az iparban széles körben használt hőmérsékletmérő műszer. A termoelektromos jelenség felhasználásával készült. Két különböző vezetéket hegesztenek össze, hogy kialakítsák a munkavéget, a másik két végét pedig a mérőműszerhez csatlakoztatják az áramkör kialakításához. Állítsa a munkavégét a mérendő hőmérsékletre. Ha a munkavég és a szabad vég hőmérséklete eltérő, elektromotoros erő lép fel, így a hurokban áram folyik. Az elektromosság mérésével az ismert helyen lévő hőmérsékletet egy másik hely hőmérsékletének meghatározására lehet használni. Ez a hőmérő többnyire réz konstansból, vaskonstansból, nikkel konstansból, arany kobalt rézből, platina ródiumból stb. áll. Két nagy hőmérsékletkülönbségű anyagra alkalmas, többnyire magas hőmérséklet és alacsony zavarosság mérésére használják. Egyes hőelemek akár 3000 fokos magas hőmérsékletet is képesek mérni, mások pedig nullához közeli alacsony hőmérsékletet.
4. Bimetál hőmérő: az 500 fok feletti hőmérséklet mérésére használt hőmérő, beleértve az optikai hőmérőt, a kolorimetriás hőmérőt és a sugárzási hőmérőt. A bimetál hőmérő elve és felépítése viszonylag bonyolult, és itt nem fogjuk megismételni. Mérési tartománya 500 fok és 3000 fok közötti vagy magasabb, és nem alkalmas alacsony hőmérséklet mérésére.
5. Mutatós hőmérő: Műszerfal formájú hőmérő, más néven kaloriméter, amelyet szobahőmérséklet mérésére használnak, és a fém hőtágulása és összehúzódása elve alapján készül. Hőmérséklet-érzékelő elemként bimetál lapot használ a mutató vezérléséhez. A bimetálokat általában rézzel és vassal szegecselik, a bal oldalon a réz, a jobb oldalon a vas. Mivel a réz hőtágulása és összehúzódása nyilvánvalóbb, mint a vasé, a hőmérséklet emelkedésekor a rézlemez jobbra hajlítja a vaslapot, és a mutató jobbra elhajlik (magas hőmérsékletre mutat). bimetál; oda-vissza. , a hőmérséklet lecsökken, és a mutató balra kerül (alacsony hőmérsékletre mutat), amelyet a bimetál lemez hajt.
6. Üvegcső hőmérő: Az üvegcső hőmérő a hőtágulás és összehúzódás elvét használja a hőmérsékletmérés eléréséhez. Mivel a hőmérsékletmérő közeg tágulási együtthatója eltér a forrásponttól és a fagyásponttól, elterjedt üvegcsöves hőmérőink főként a következőket tartalmazzák: kerozin hőmérő, higanyhőmérő és piros tollas vízhőmérő. Az előnyök az egyszerű felépítés, a kényelmes használat, a nagy mérési pontosság és az alacsony ár. Hátránya, hogy a mérés felső és alsó határát, pontosságát az üveg minősége és a hőmérsékletmérő közeg tulajdonságai korlátozzák. Nem teleportálható és törékeny.
7. Nyomáshőmérő: A nyomáshőmérő folyadékot, gázt vagy telített gőzt használ zárt edényben, hogy térfogatnövekedést vagy nyomásváltozást generáljon mérési jelként felmelegítés után. Alapszerkezete három részből áll: hőfok izzóból, kapilláriscsőből és indikátortáblázatból. Ez volt az egyik legkorábbi hőmérsékletszabályozási módszer, amelyet a gyártási folyamat során alkalmaztak. A nyomáshőmérséklet-mérő rendszerek még mindig nagyon széles körben használt mérési módszer a helyszíni hőmérséklet-kijelzésre és -szabályozásra. A nyomáshőmérők előnyei: egyszerű szerkezet, nagy mechanikai szilárdság, nem félnek a vibrációtól. Olcsó és nem igényel külső energiát. A hátrányok a következők: a hőmérséklet mérési tartománya korlátozott, általában -80~400 fok ; a hőveszteség nagy és a reakcióidő lassú; a műszer tömítőrendszere (hőkörte, kapilláris, rugócső) sérült, karbantartása nehézkes, cserére szorul; a mérési pontosságot a környezeti hőmérséklet befolyásolja, az izzó beépítési helyzete nagy hatással van, és a pontosság viszonylag alacsony; a kapilláris átviteli távolsága korlátozott. A nyomáshőmérő normál működési tartománya a tartomány 1/2--3/4-e legyen, és a kijelző műszernek és a hőmérsékleti izzónak lehetőleg vízszintes helyzetben kell lennie. A beszerelés során használt hőmérsékleti golyós rögzítőcsavarok hőmérsékletveszteséget okoznak, ami pontatlan hőmérsékletet eredményez. A beépítés során hőszigetelő kezelést kell végezni, és a meleg izzónak lehetőleg rezgésmentes környezetben kell működnie.
8. Forgó hőmérő: A forgó hőmérő hengerelt bimetál lemezekből készül. A bimetál egyik vége rögzített, a másik vége pedig a mutatóhoz csatlakozik. A két fémdarab eltérő tágulási foka miatt a bimetál darab különböző hőmérsékleten eltérően göndörödik, a mutatók pedig más-más pozícióba mutatnak a számlapon. A hőmérséklet a tárcsa leolvasásából ismerhető meg.
9. Félvezető hőmérő: A félvezető ellenállás-változási vegyszere eltér a fémétől. A hőmérséklet növekedésével ellenállásuk csökken, és szélesebb körben változik. Ezért egy kis hőmérsékletváltozás is jelentős ellenállásváltozást okozhat. A hőmérők nagy pontossággal készülnek, és gyakran hőmérséklet-érzékelőknek nevezik őket.
10. Hőelemes hőmérő: A hőelemes hőmérő két különböző fémből áll, amelyek egy érzékeny voltmérőhöz vannak csatlakoztatva. A fémérintkezők különböző potenciálkülönbségeket hoznak létre a fémen különböző hőmérsékleteken. A potenciálkülönbség kicsi, ezért méréséhez érzékeny voltmérő szükséges. A hőmérséklet a voltmérő leolvasásából ismerhető meg.
11. Optikai pirométer: Ha egy tárgy hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy sok látható fényt bocsásson ki, akkor a hőmérséklete a hősugárzás mértékének mérésével meghatározható. Ez a hőmérő egy könnyű hőmérő. Ez a hőmérő főként egy piros szűrővel ellátott távcsőből és egy kis izzóval, egy galvanométerrel és egy változtatható ellenállással rendelkező áramkörökből áll. Használat előtt állapítsa meg az izzószál különböző fényességének megfelelő hőmérséklet és az ampermérő leolvasása közötti összefüggést. Használat közben irányítsa a távcsövet a mérendő tárgyra, és állítsa be az ellenállást úgy, hogy az izzó fényereje megegyezzen a mérendő tárgy fényesével. Ekkor a galvanométerről leolvasható a mért tárgy hőmérséklete.
12. Folyadékkristályos hőmérő: A különböző képletekből készült folyadékkristályok fázisátalakulási hőmérséklete eltérő. Amikor fázisváltozáson mennek keresztül, optikai tulajdonságaik is megváltoznak, így a folyadékkristályok elszíneződnek. Ha egy papírdarabot különböző fázisátalakulási hőmérsékletű folyadékkristályokkal vonnak be, akkor a hőmérséklet a folyadékkristály színváltozásából ismerhető meg. Ennek a hőmérőnek az az előnye, hogy könnyen leolvasható, de hátránya, hogy nem elég. Gyakran használják díszes akváriumokban, hogy megmutassák.
