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 značajkama i određujućem mehanizmu rada, postoji određena klasifikacija uređaja za mjerenje temperature u zasebne tipove: konvencionalni tekući uređaji ili složeni, napredni elektronički i laserski mjerači, koji su dostojna alternativa poznatom kućnom termometru. Naravno, mjesto primjene takvih uređaja je temeljni i odlučujući čimbenik.
Vrste instrumenata za mjerenje temperature
Uređaji za provođenje potrebnih istraživanja, uključujući i uređaj za mjerenje temperature zraka, razlikuju se po dizajnu, kao i po principu rada kojikoristi se za mjerenja. Dovoljno raširena upotreba u kontaktnim i daljinskim termometrima, inače zvanim pirometrima. Osim toga, klasifikacija instrumenata za mjerenje temperature grupe:
- Termometri za ekspanziju tekućine 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 promjene temperature plinovite tvari smještene u zatvoreni volumen i tlaka. Rad na vrijednostima od -160 do +600 °C.
- Električni otporni termometri rade oslanjajući se na sposobnost materijala vodiča da mijenjaju električni otpor kako se zagrijavaju i hlade. Učinkovito na temperaturama od -200 do +650 °S.
- Termoelektrični pretvarači - termoelementi. Uključeni su u rasponu od 0 do +1800 °C. Ovi instrumenti za mjerenje temperature koriste svojstvo dvaju različitih metala i metalnih legura za stvaranje elektromotorne sile kada se temperatura spoja promijeni.
- Uređaj za određivanje temperature od +100 do +2500 °S - radijacijski pirometar (fotoelektrični, optički, radijacijski). Djelovanje je zbog činjenice da fiksni indikator utječe na količinu topline koju tijelo zrači. Odnosi se na beskontaktni tip mjerenja. Postoje stacionarni i pokretni, nisko- i visokotemperaturni pirometri.
Termometri i senzori
Prema drugoj klasifikaciji uređaja za fiksiranje toplinedijele se na termometre i senzore temperature.
Prvi su mehanički instrumenti, uključujući mjerače napunjene plinom, bimetale, mjerače temperature stakla i kombinirane kontrolere.
Termalni senzori su ultra-precizni napredni elektronički uređaji za fiksiranje očitanja temperature u tekućinama i krutim tvarima. To bi trebalo uključivati otporne termometre, termoelemente, pretvarače očitanja senzora i signalne uređaje opremljene relejnim mehanizmima.
Najnoviji termalni detektori opremljeni su USB sučeljem, memorijom za spremanje i analizu studija te laserskim pokazivačem.
Merači temperature vode
Svaki pojedinačni uređaj za mjerenje temperature vode, hladne i tople otopine karakterizira poseban princip rada. Postoje univerzalni uređaji koji su također prikladni za mjerenje indikatora zraka.
Termometri za tekućinu
Stakleni mjerači tekućine poznati su kao najelementarniji i najprecizniji termometri, koji su dostupni u ravnim i kutnim. A opseg njihove primjene je analiza tehnološke opreme, kao i komunalnih djelatnosti (mjerenja u cjevovodima). Uređaji su prikladni za vrijednosti od -35 do +600°C, a kao osjetljivi element najčešće se koristi živa, a očitanja se bilježe na skali.
Ovisno o mjestu primjene i strukturnim značajkama razlikuju se medicinski, tehnički, elektrokontaktni, tekući, štapni i drugi uređaji.
Odabire se određeni uređaj za mjerenje temperature vode uzimajući u obzir dopuštenu pogrešku mjerenja.
Uređaji za određivanje temperature zraka
Prvi uređaj za mjerenje temperature zraka je stakleni termometar, aktivni tekući element u kojem može biti živa, etilni alkohol, toluen i druge tvari.
Visoko precizni mjerači žive su štapni i s ugrađenom staklenom vagom. Traženi su u laboratorijskim istraživanjima u različitim područjima proizvodnje i medicine. Štapni termometar opremljen je prozirnom graduiranom kapilarnom cijevi otpornom na toplinu, a drugi tip mjerača karakterizira činjenica da su podjele ljestvice smještene iza njega na zasebnoj ploči, a cijeli mehanizam je zaštićen kućištem od izdržljivo staklo.
Ako u uređaju postoje električni kontakti, to se zove termalni alarm, a osjetljiva tekućina unutar spremnika i kapilare pokazuje stvarnu temperaturu okolnog prostora.
Značajke termostata i alarma
Osim navedenih, postoje i drugi uređaji za mjerenje temperature. Na primjer, kao regulatori temperature i signalni uređaji, štapni dilatometri se koriste s osjetljivim dijelovima izrađenim od različitih metalnih legura, koji se izdužuju kada se zagrijavaju za različitu količinu.
Isti princip karakterizira drugu vrstu termometra - bimetalni, s umetnutom temperaturno osjetljivom oprugom zalemljenom na par metalaploče s različitim toplinskim širenjem. U procesu zagrijavanja opruga se savija prema ploči nižeg toplinskog koeficijenta, a traženi indikator temperature nalazi se po veličini zavoja.
Elektrotermometar
Za daljinsko bilježenje toplinskih parametara okoliša u rasponu od -15 do +125 °C izvrstan je uređaj za beskontaktno mjerenje temperature - aspiracijski elektrotermometar. Njegov uređaj uključuje mjerač i senzor koji su međusobno povezani kabelom.
Osjetilni element je najtanja bakrena žica senzora, spiralno namotana na okvir 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 toplinskom širenju žive, kerozina, alkohola i drugih tekućina. Jeftini su, praktični i prilično točni, 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 puno veća od cijene tekućih "kolega". Ovi termometri su kontaktni.
Infracrveni pirometri ne zahtijevaju izravan kontakt sosoba koja djeluje na daljinu. Ultraosjetljivi senzor očitava količinu zračenja za 2-15 sekundi, prikazujući rezultat na zaslonu. Ovi beskontaktni instrumenti za mjerenje temperature savršeni su za obitelji s malom djecom, spavanje i sl. Osim toga, primjenjivi su za kuhanje u kućanstvu, a snažniji tipovi koriste se 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 trebat će vam pirometar - uređaj za daljinsko mjerenje temperature, i to:
- pri mjerenju pokazatelja jako zagrijanih tijela ili toksičnog okruženja;
- s otežanim pristupom i s malom pogreškom, možete izvršiti mjerenja na udaljenosti od nekoliko desetaka metara;
- kada promatrate mehanizme u pokretu, a to će potrajati djelić sekunde;
- pri dijagnosticiranju električne sigurnosti zgrade, kada je takav mjerač prikladan za daljinsko skeniranje u brojnim udaljenim područjima.
Koji uređaji mogu mjeriti temperaturu metala
U metalurškoj industriji, legure rastaljenog metala zahtijevaju robustan instrument za mjerenje visokih temperatura.
Pirometri koji su već opisani smatraju se takvima. Oni fiksiraju toplinsko zračenje na daljinu,karakterizira stvarnu temperaturu metala. U teškim uvjetima ultra-visokih pokazatelja topline, beskontaktna metoda je idealna. LCD prikazuje sljedeće podatke:
- stvarna temperatura Fahrenheit i Celzijus;
- granične temperature;
- punjenje baterije.
Maksimalna točnost mjerene varijable može se postići samo kada nema smetnji između objekta i udaljenog instrumenta u obliku para ili krutih tvari koje apsorbiraju toplinu. Ako je potrebno izvršiti mjerenja metalne legure u transportnoj kutlači ili tijekom punjenja, tada treba prihvatiti uvjet da indikator temperature bude manji od stvarnog i da će se odrediti proračunima.
Kako bi se izbjegla netočnost ove metode, za mjerenje temperature metala koristi se drugi uređaj, odnosno simulator crnog tijela. Uronjen je u taljevinu i predstavljen je u obliku cijevi sa zapečaćenim ili otvorenim krajem, šupljeg konusa ili čaše od vatrostalnog metala. U svakom slučaju, mjerač temperature mora imati vrhunsku otpornost na toplinu, kemijsku otpornost i izvrsnu toplinsku vodljivost kako bi pružio iznimno točna očitanja.
Mjerenje temperature motora
Dugotrajan rad, kao i povremeni popravci strojeva i mehanizama, zahtijevaju prisutnost posebne opreme, koja uključuje uređaj za mjerenje temperature motora. To uključuje termoelemente, termistore i ekspanzione termometre.
Termoparovi – vrlo zgodni i širokiuređaji poznati među vozačima za mjerenje temperature površina, namota i unutarnje šupljine motora. Pomoću ovih temperaturnih senzora možete snimati podatke čak i na teško dostupnim područjima motora, u žljebovima i jezgrama. To su dvije izolirane žice od različitog metala s krajevima zalemljenim s jedne strane, koje su postavljene na određenoj mjernoj točki. Drugi krajevi spojeni su na milivoltmetar i termometar, a zbroj njihovih očitanja određuje stvarnu vrijednost temperature.
Žini i alkoholni ekspanzioni termometri vrlo su prikladni za obavljanje potrebnih mjerenja na pristupačnim mjestima: namota, otvorenih površina raznih dijelova, kao i protoka zraka koji izlazi (ili ulazi) iz motora. Termistori u obliku namota bakrene žice montiraju se istovremeno na nekoliko mjesta motora, pali ih naizmjence, uzimajući fiksna očitanja i određujući prosječnu vrijednost.
Sporedni instrumenti koji se koriste u mjerenju temperature
Pokušajmo definirati što je industrijski sekundarni uređaj za mjerenje temperature. Zapravo, ovaj automatski uređaj važan je dodatak glavnom mjeraču, hvatajući i pretvarajući snimljene pokazatelje u čitljiv oblik. Potrebno je za provedbu jasne kontrole, signalizacije i pravovremene regulacije temperature u onim iznimnim slučajevima kada dođe do odstupanja od parametara određenih radnim uvjetima. Stacionarni i prijenosni sekundarni električni uređaji odvojeni su odvojeno.
Obično sekundarni uređajiza mjerenje temperature imaju izdržljivo zaštitno čelično kućište i opremljeni su stupnjevanom ljestvicom. Vrijednosti se bilježe prema dijagramu snimljenom s termoparova, mjerača naprezanja, otpornih termometara, pretvarača i drugih uređaja.
S obzirom na različite načine prezentiranja informacija, sekundarne uređaje treba podijeliti na snimajuće i indikativne, jednokanalne i višekanalne, dvofunkcionalne i jednodometne. U prisutnosti signalnog mehanizma, ovi uređaji odmah ukazuju na neprihvatljivu promjenu temperature koja se razlikuje od tražene vrijednosti. To pomaže u održavanju logičnog tijeka svih reakcija i tehnoloških procesa u koje su uključeni.
Uz svu raznolikost uređaja koji bilježe temperaturne pokazatelje plinova, tekućina i krutih tvari, treba ozbiljno pristupiti izboru željenog uređaja. Primarni čimbenici koji se moraju uzeti u obzir su dopuštene granice temperaturnih vrijednosti, maksimalna udaljenost na kojoj se mjerenja mogu provoditi (vidjeti), točnost. I, naravno, uzima se u obzir opseg uporabe određene vrste termometra.
