Jedan od najvažnijih fizičkih parametara koji se najčešće proučavaju, promatraju i korigiraju, bilo da se radi o svakodnevnom životu osobe, proizvodnim ciklusima ili laboratorijskim istraživanjima, je indikator temperature. Ovisno o svojstvima, tehničkim karakteristikama i određujućem mehanizmu rada, postoji određena klasifikacija uređaja za mjerenje temperature u posebne tipove: konvencionalni tekući uređaji ili složeni, napredni elektronski i laserski mjerači, koji su dostojna alternativa poznatom kućnom termometru. Naravno, mjesto primjene ovakvih uređaja je fundamentalni i odlučujući faktor.
Vrste instrumenata za merenje temperature
Uređaji za sprovođenje potrebnih istraživanja, uključujući i uređaj za merenje temperature vazduha, razlikuju se po dizajnu, kao i po principu rada kojikoristi se za merenja. Dovoljno rasprostranjena upotreba u kontaktnim i daljinskim termometrima, inače zvanim pirometrima. Pored toga, klasifikacija instrumenata za mjerenje temperature grupe:
- Tečni ekspanzioni termometri od stakla i metala, koji rade na svojstvu promjene volumena tijela na različitim temperaturama. Njihov raspon djelovanja je od -190 do +500 °S.
- Manometrijski termometri koji koriste odnos između promjenjive temperature plinovite tvari smještene u zatvorenom volumenu i pritiska. Radi na vrijednostima od -160 do +600 °C.
- Termometri električnog otpora rade oslanjajući se na sposobnost materijala provodnika da mijenjaju električni otpor kako se zagrijavaju i hlade. Efektivno na temperaturama od -200 do +650 °S.
- Termoelektrični pretvarači - termoparovi. Uključeni su u opsegu od 0 do +1800 °C. Ovi instrumenti za mjerenje temperature koriste svojstvo dva različita metala i metalnih legura da generiraju elektromotornu silu kada se promijeni temperatura spoja.
- Uređaj za određivanje temperature od +100 do +2500 °S - radijacioni pirometar (fotoelektrični, optički, radijacioni). Akcija je zbog činjenice da fiksni indikator utječe na količinu topline koju tijelo zrači. Odnosi se na beskontaktni tip mjerenja. Postoje stacionarni i mobilni, pirometri niske i visoke temperature.
Termometri i senzori
Prema drugoj klasifikaciji uređaja za fiksiranje toplotedijele se na termometre i senzore temperature.
Prvi su mehanički instrumenti, uključujući mjerače napunjene plinom, bimetale, mjerače temperature stakla i kombinovane kontrolere.
Termalni senzori su ultra-precizni napredni elektronski uređaji za fiksiranje očitavanja temperature u tekućinama i čvrstim tvarima. To bi trebalo da uključuje otporne termometre, termoelemente, pretvarače očitavanja senzora i signalne uređaje opremljene relejnim mehanizmima.
Najnoviji termalni detektori opremljeni su USB interfejsom, memorijom za čuvanje i analizu studija i laserskim pokazivačem.
Merači temperature vode
Svaki pojedinačni uređaj za merenje temperature vode, hladnih i toplih rastvora karakteriše poseban princip rada. Postoje univerzalni uređaji koji su pogodni i za mjerenje indikatora zraka.
Termometri za tečnost
Mjerači tečnosti od stakla poznati su kao najelementarniji i najprecizniji termometri, koji su dostupni u ravnim i ugaonim termometrima. A opseg njihove primjene je analiza tehnološke opreme, kao i javnih komunalnih usluga (mjerenja u cjevovodima). Uređaji su pogodni za vrijednosti od -35 do +600°C, a kao osjetljiv element najčešće se koristi živa, a očitavanja se snimaju na skali.
U zavisnosti od mesta primene i konstruktivnih karakteristika razlikuju se medicinski, tehnički, elektrokontaktni, tečni, štapni i drugi uređaji.
Odabran je određeni uređaj za mjerenje temperature vode uzimajući u obzir dozvoljenu grešku mjerenja.
Uređaji za određivanje temperature vazduha
Prvi uređaj za merenje temperature vazduha je stakleni termometar, aktivni tečni element u kome mogu biti živa, etil alkohol, toluen i druge supstance.
Visoko precizni mjerači žive su štapni i sa ugrađenom staklenom vagom. Traženi su u laboratorijskim istraživanjima u različitim oblastima proizvodnje i medicine. Štapni termometar je opremljen prozirnom graduiranom kapilarnom cijevi otpornom na toplinu, a drugi tip mjerača karakterizira činjenica da se podjele skale nalaze iza njega na posebnoj ploči, a cijeli mehanizam je zaštićen kućištem od izdržljivo staklo.
Ako u uređaju postoje električni kontakti, to se zove termalni alarm, a osetljiva tečnost unutar rezervoara i kapilare pokazuje stvarnu temperaturu okolnog prostora.
Karakteristike termostata i alarma
Pored navedenih, postoje i drugi uređaji za mjerenje temperature. Na primjer, kao regulatori temperature i signalni uređaji, štapni dilatometri se koriste sa osjetljivim dijelovima napravljenim od različitih metalnih legura, koji se izdužuju kada se zagrijavaju za različitu količinu.
Isti princip karakteriše i drugu vrstu termometra - bimetalni, sa umetnutom temperaturno osetljivom oprugom zalemljenom na par metalaploče s različitim toplinskim širenjem. U procesu zagrevanja, opruga se savija prema ploči nižeg toplotnog koeficijenta, a traženi indikator temperature nalazi se po veličini savijanja.
Elektrotermometar
Za daljinsko snimanje termičkih parametara okoline u rasponu od -15 do +125°C odličan je beskontaktni uređaj za mjerenje temperature - aspiracijski elektrotermometar. Njegov uređaj uključuje mjerač i senzor koji su međusobno povezani kablom.
Osjetni element je najtanja bakarna žica senzora, spiralno namotana na okvir od filamenta.
Koji su uređaji za mjerenje tjelesne temperature
Tjelesna temperatura se rutinski mjeri termometrom. Ali danas postoji mnogo drugih termometara koji se razlikuju po izgledu i osnovnim principima rada.
Najčešći uređaji kojima pripada naš termometar rade na termičkom širenju žive, kerozina, alkohola i drugih tečnosti. Oni su jeftini, praktični i prilično precizni, posebno oni sa živinom, iako otrovni sadržaji u krhkoj staklenoj vitrini nose određeni rizik.
Elektronski ili digitalni uređaj za mjerenje tjelesne temperature pokazuje željenu vrijednost zahvaljujući ugrađenom senzoru, ali je njegova cijena mnogo veća od cijene tekućih "kolega". Ovi termometri su kontaktni.
Infracrveni pirometri ne zahtijevaju direktan kontakt saosoba koja djeluje na daljinu. Ultra-osjetljivi senzor očitava količinu zračenja za 2-15 sekundi, prikazujući rezultat na displeju. Ovi beskontaktni instrumenti za mjerenje temperature savršeni su za porodice sa malom djecom, bolesnike sa spavanjem itd. Osim toga, primjenjivi su i za kuvanje u domaćinstvu, a snažniji tipovi se koriste u elektroenergetici, gradilištima, metalurgiji i drugim industrijama.
Kada je potreban daljinski pirometar
Često se dešavaju situacije kada je nemoguće ili jednostavno nezgodno izmjeriti temperaturu kontaktom. Upravo u takvim slučajevima će vam trebati pirometar - uređaj za daljinsko mjerenje temperature, i to:
- pri mjerenju indikatora jako zagrijanih tijela ili toksičnog okruženja;
- sa otežanim pristupom, i sa malom greškom, možete izvršiti mjerenja na udaljenosti od desetine metara;
- kada posmatrate mehanizme u pokretu, a to će potrajati djelić sekunde;
- kada se dijagnosticira električna sigurnost zgrade, kada je takav mjerač pogodan za daljinsko skeniranje u brojnim udaljenim područjima.
Koji uređaji mogu mjeriti temperaturu metala
U metalurškoj industriji, legure rastopljenog metala zahtijevaju robustan instrument za mjerenje visokih temperatura.
Pirometri koji su već opisani smatraju se takvima. Oni fiksiraju toplotno zračenje na daljinu,karakterizira stvarnu temperaturu metala. U teškim uslovima ultravisokih toplotnih indikatora, beskontaktna metoda je idealna. LCD prikazuje sljedeće podatke:
- stvarna temperatura Farenhajta i Celzijusa;
- granične temperature;
- punjenje baterije.
Maksimalna preciznost izmjerene varijable može se postići samo kada nema smetnji između objekta i udaljenog instrumenta u obliku para ili čvrstih tvari koje apsorbiraju toplinu. Ako je potrebno izvršiti mjerenja metalne legure u transportnoj kutlači ili tokom punjenja, tada treba prihvatiti uslov da indikator temperature bude manji od stvarnog i da će se odrediti proračunima.
Da bi se izbjegla nepreciznost ove metode, koristi se drugi uređaj za mjerenje temperature metala, odnosno simulator crnog tijela. Uronjen je u talinu i predstavljen je u obliku cijevi sa zatvorenim ili otvorenim krajem, šupljeg konusa ili čaše od vatrostalnog metala. U svakom slučaju, merač temperature mora imati superiornu otpornost na toplotu, hemijsku otpornost i odličnu toplotnu provodljivost da bi pružio izuzetno tačna očitavanja.
Mjerenje temperature motora
Dugotrajan rad, kao i periodične popravke mašina i mehanizama, zahtijevaju prisustvo posebne opreme, koja uključuje uređaj za mjerenje temperature motora. To uključuje termoelemente, termistore i ekspanzione termometre.
Termoparovi – vrlo zgodni i širokiuređaji poznati među automobilistima za mjerenje temperature površina, namotaja i unutrašnje šupljine motora. Koristeći ove temperaturne senzore, možete snimati podatke čak i na teško dostupnim područjima motora, u žljebovima i jezgrama. To su dvije izolirane žice od različitog metala sa krajevima zalemljenim na jednoj strani, koje su postavljene na određenoj mjernoj tački. Drugi krajevi su spojeni na milivoltmetar i termometar, a zbir njihovih očitavanja određuje stvarnu vrijednost temperature.
Žini i alkoholni ekspanzioni termometri su veoma pogodni za vršenje potrebnih merenja na pristupačnim mestima: namotaja, otvorenih površina raznih delova, kao i protoka vazduha koji izlazi (ili ulazi) iz motora. Termistori u obliku namotaja bakrene žice montiraju se istovremeno na nekoliko mjesta motora, pali ih naizmjence, uzimajući fiksna očitanja i određujući prosječnu vrijednost.
Sekundarni instrumenti koji se koriste u mjerenju temperature
Pokušajmo definirati što je industrijski sekundarni uređaj za mjerenje temperature. Zapravo, ovaj automatski uređaj je važan dodatak glavnom mjeraču, hvatajući i pretvarajući snimljene indikatore u čitljiv oblik. Neophodan je za sprovođenje jasne kontrole, signalizacije i pravovremene regulacije temperature u onim izuzetnim slučajevima kada dođe do odstupanja od parametara određenih radnim uslovima. Stacionarni i prenosivi sekundarni električni aparati su odvojeni.
Obično sekundarni uređajiza mjerenje temperature imaju izdržljivo zaštitno čelično kućište i opremljeni su graduiranom skalom. Vrijednosti se bilježe prema dijagramu snimljenom sa termoparova, mjerača naprezanja, otpornih termometara, pretvarača i drugih uređaja.
S obzirom na različite načine predstavljanja informacija, sekundarne uređaje treba podijeliti na snimajuće i indikativne, jednokanalne i višekanalne, dvofunkcionalne i jednodometne. U prisustvu signalnog mehanizma, ovi uređaji trenutno ukazuju na neprihvatljivu promjenu temperature koja se razlikuje od tražene vrijednosti. Ovo pomaže da se održi logičan tok svih reakcija i tehnoloških procesa u koje su uključeni.
Uz svu raznolikost uređaja koji snimaju temperaturne indikatore gasova, tečnosti i čvrstih materija, treba ozbiljno pristupiti izboru željenog uređaja. Primarni faktori koji se moraju uzeti u obzir su dozvoljene granice temperaturnih vrijednosti, maksimalna udaljenost na kojoj se mogu vršiti mjerenja (ugledanje), tačnost. I, naravno, uzima se u obzir obim upotrebe određene vrste termometra.
