Схема манометрического термометра (1-термобаллон, 2-капилляр, 3-многовитковая трубчатая пружина)
Манометрические термометры по заполнению подразделяют на газовые, жидкостные и парожидкостные (конденсационные). Манометрические термометры состоят из термобаллона, капиллярной трубки, трубчатой пружины с тягой, зубчатого сектора и стрелки (см. рис.). Вся система заполняется рабочим веществом.
Принцип действия манометрических термометров основан на изменении объема или давления рабочего вещества в замкнутом объеме трубчатой пружины, капилляра и термобаллона, при изменении температуры среды, в которую помещентермобаллон. Если температура увеличивается, давление паров жидкости (газа) увеличивается, свободный конец пружины перемещается и через передаточный механизм поворачивает стрелку.
В газовых манометрических термометрах вся система заполнена инертным газом (азотом, гелием).
Шкала приборов равномерна. К недостаткам относятся сравнительно большая инерционность и большие размеры термобаллона. Применяются для измерения температур в диапазоне от -200°С до +600°С.
В жидкостных манометрических термометрах в качестве рабочей жидкости применяются метиловый спирт, ксилол, толуол, ртуть и т.д. Жидкостные манометрические термометры имеют равномерную шкалу. Применяются для измерения температур в диапазоне от -150°С до +300°С.
В конденсационных манометрических термометрах термобаллон частично заполнен термометрической жидкостью с низкой температурой кипения (ацетон, метилхлорид, этиловый эфир), а остальная часть системы заполнена насыщенными парами этой жидкости. Давление насыщенного пара изменяется в зависимости от температуры и передается на трубчатую пружины по капилляру посредством сконденсировавшейся жидкости. У конденсационных манометрических термометрах шкала неравномерная. Парожидкостные манометрические термометры применяются для измерения температур в диапазоне от -50°С до +300°С.
Манометрические термометры применяются как показывающие (типа ТПГ), так и самопишущие (типа ТГС), в которых привод диаграммы осуществляется от синхронного микродвигателя или от часового механизма. Широко используются сигнализирующие манометрические термометры (типа ТСМ) и электроконтактные манометрические термометры (типа ЭКТ). ЭКТ предназначены для замыкания и размыкания цепи электрического тока с целью поддержания заданной температуры и сигнализации о ее достижении. Класс точности большинства приборов — 1,5 % и 2,5 %.
Принцип действия основан на зависимости от температуры давления среды, находящейся в замкнутом объеме. Манометрический термометр представляет замкнутую систему: термобаллон 1, погруженный в измеряемую среду, капилляр 3, упругая манометрическая пружина 2, связанная со стрелкой прибора 4, шкала, проградуированная в °С.
При увеличении температуры измеряемой среды, в которую погружен термобаллон, повышает давление в замкнутой системе. Это изменение давления по соединительной трубке, передается одновитковой манометрической пружине, один конец которой жесткозакреплен в держателе, а второй, перемещаясь под действием избыточного давления, поворачивает стрелку относительно шкалы.
Термобаллон выполняется из стали. Термометры выпускают с различной длиной соединительного капилляра (наибольшая 60 м). Длина капилляра выбирается в зависимости от удаления прибора от места установки термобаллона. Для защиты от механических повреждений капилляр, изготовленный из латунной трубки, покрыт по всей длине полиэтиленовой оболочкой или стальной ленте.
Точность измерения манометрических термометров зависит от колебаний температуры среды, окружающей соединительный капилляр. При отклонении температуры окружающей среды от 20°С дополнительная погрешность может быть рассчитана:
-половина основной допустимой погрешности, %;
-температурный коэффициент, равный 0,025 для конденсационных приборов, 0,05- для газовых, 0,075 на 1°С для жидкостных.
Манометрические термометры выпускаются показывающими, самопишущими, сигнализирующими. Класс точности 1; 1,5; 2,5; 4.