Uno dei parametri fisici più importanti che più spesso vengono studiati, osservati e corretti, che si tratti della quotidianità di una persona, dei cicli produttivi o delle ricerche di laboratorio, è l'indicatore di temperatura. A seconda delle proprietà, delle caratteristiche tecniche e del meccanismo di funzionamento determinante, esiste una certa classificazione dei dispositivi di misurazione della temperatura in tipi separati: dispositivi liquidi convenzionali o misuratori elettronici e laser complessi e avanzati, che sono una degna alternativa al familiare termometro domestico. Naturalmente il luogo di applicazione di tali dispositivi è un fattore fondamentale e decisivo.
Tipi di strumenti per la misura della temperatura
I dispositivi per svolgere le ricerche necessarie, incluso un dispositivo per misurare la temperatura dell'aria, differiscono nel design e nel principio di funzionamento, cheutilizzato per le misurazioni. Uso sufficientemente diffuso nei termometri a contatto e remoti, altrimenti detti pirometri. Inoltre, la classificazione degli strumenti di misura della temperatura raggruppa:
- Termometri ad espansione di liquidi in vetro e metallo, che lavorano sulla proprietà di variare il volume dei corpi a diverse temperature. Il loro raggio d'azione va da -190 a +500 °С.
- Termometri manometrici che sfruttano la relazione tra la variazione di temperatura di una sostanza gassosa posta in un volume chiuso e la pressione. Lavorare a valori da -160 a +600 °C.
- I termometri a resistenza elettrica funzionano basandosi sulla capacità dei materiali conduttori di modificare la resistenza elettrica mentre si riscaldano e si raffreddano. Efficace a temperature da -200 a +650 °С.
- Convertitori termoelettrici - termocoppie. Sono coinvolti nell'intervallo da 0 a +1800 °C. Questi strumenti di misurazione della temperatura utilizzano la proprietà di due diversi metalli e leghe metalliche per generare una forza elettromotrice quando la temperatura della giunzione cambia.
- Dispositivo per la determinazione della temperatura da +100 a +2500 °С - pirometro a radiazione (fotoelettrico, ottico, a radiazione). L'azione è dovuta al fatto che l'indicatore fisso influisce sulla quantità di calore irradiata dal corpo. Si riferisce al tipo di misurazione senza contatto. Esistono pirometri fissi e mobili, a bassa e alta temperatura.
Termometri e sensori
Secondo un' altra classificazione dei dispositivi di fissaggio del caloresono suddivisi in termometri e sensori di temperatura.
I primi sono strumenti meccanici, inclusi misuratori a gas, bimetalli, misuratori di temperatura in vetro e controller combinati.
I sensori termici sono dispositivi elettronici avanzati ultra precisi per fissare le letture della temperatura in liquidi e solidi. Questi dovrebbero includere termometri a resistenza, termocoppie, trasduttori delle letture dei sensori e dispositivi di segnalazione dotati di meccanismi a relè.
Gli ultimi rilevatori termici sono dotati di un'interfaccia USB, memoria per il salvataggio e l'analisi degli studi e un puntatore laser.
Misuratori della temperatura dell'acqua
Ogni singolo dispositivo per la misurazione della temperatura dell'acqua, delle soluzioni fredde e calde è caratterizzato da uno speciale principio di funzionamento. Esistono dispositivi universali adatti anche per misurare gli indicatori dell'aria.
Termometri a liquido
I misuratori di liquidi in vetro sono conosciuti come i termometri più elementari e precisi, disponibili in versione dritta e angolata. E l'ambito della loro applicazione è l'analisi delle apparecchiature tecnologiche, nonché dei servizi di pubblica utilità (misure nelle condotte). I dispositivi sono adatti per valori da -35 a +600 °C e il mercurio è spesso utilizzato come elemento sensibile e le letture vengono registrate su una scala.
A seconda del luogo di applicazione e delle caratteristiche strutturali, si distinguono dispositivi medici, tecnici, elettrocontatti, liquidi, stick e altri.
Un dispositivo specifico per la misurazione della temperatura dell'acqua viene selezionato tenendo conto dell'errore di misurazione consentito.
Dispositivi per la determinazione della temperatura dell'aria
Il primo dispositivo per misurare la temperatura dell'aria è un termometro in vetro, l'elemento liquido attivo in cui possono essere mercurio, alcol etilico, toluene e altre sostanze.
I misuratori di mercurio ad alta precisione sono stick e con una scala di vetro incorporata. Sono richiesti nella ricerca di laboratorio in vari campi della produzione e della medicina. Il termometro a stick è dotato di un tubo capillare graduato trasparente resistente al calore, e il secondo tipo di misuratori è caratterizzato dal fatto che le divisioni della scala si trovano dietro di esso su una piastra separata, e l'intero meccanismo è protetto da una custodia in vetro resistente.
Se sono presenti contatti elettrici nel dispositivo, si parla di allarme termico e il liquido sensibile all'interno del serbatoio e del capillare mostra la temperatura reale dello spazio circostante.
Caratteristiche di termostati e allarmi
Oltre a quanto sopra, ci sono altri dispositivi per misurare la temperatura. Ad esempio, come regolatori di temperatura e dispositivi di segnalazione, i dilatometri a stelo vengono utilizzati con parti sensibili realizzate con leghe metalliche dissimili, che si allungano se riscaldate di una quantità diversa.
Lo stesso principio caratterizza un altro tipo di termometro: bimetallico, con una molla termosensibile inserita saldata a una coppia di metallopiastre con diversa dilatazione termica. Nel processo di riscaldamento, la molla si piega verso la piastra con un coefficiente termico inferiore e l'indicatore di temperatura richiesto viene trovato dall'ampiezza della curva.
Elettrotermometro
Per la registrazione a distanza dei parametri termici dell'ambiente nell'intervallo da -15 a +125°C, un misuratore di temperatura senza contatto - un elettrotermometro ad aspirazione - è ottimo. Il suo dispositivo include un misuratore e un sensore collegati tra loro da un cavo.
L'elemento sensibile è il filo di rame più sottile del sensore, avvolto a spirale su un telaio a filamento.
Quali sono i dispositivi per misurare la temperatura corporea
La temperatura corporea viene misurata di routine con un termometro. Ma oggi ci sono molti altri termometri che differiscono per aspetto e principi di funzionamento di base.
I dispositivi più comuni a cui appartiene il nostro termometro funzionano sull'espansione termica di mercurio, cherosene, alcol e altri liquidi. Sono economici, pratici e ragionevolmente precisi, specialmente quelli al mercurio, anche se il contenuto velenoso nella fragile teca di vetro comporta qualche rischio.
Un dispositivo elettronico o digitale per la misurazione della temperatura corporea mostra il valore desiderato grazie al sensore integrato, ma il suo costo è molto più alto del prezzo dei "colleghi" liquidi. Questi termometri sono a contatto.
I pirometri a infrarossi non richiedono il contatto direttopersona, che agisce a distanza. Un sensore ultrasensibile legge la quantità di radiazione in 2-15 secondi, visualizzando il risultato sul display. Questi strumenti di misurazione della temperatura senza contatto sono perfetti per famiglie con bambini piccoli, situazioni di malattia del sonno, ecc. Inoltre, sono applicabili alla cucina domestica e tipi più potenti sono utilizzati nell'energia elettrica, nei cantieri, nella metallurgia e in altri settori.
Quando è necessario un pirometro remoto
Ci sono spesso situazioni in cui è impossibile o semplicemente scomodo misurare la temperatura per contatto. È in questi casi che avrai bisogno di un pirometro, un dispositivo per la misurazione remota della temperatura, vale a dire:
- quando si misurano indicatori di corpi altamente riscaldati o un ambiente tossico;
- con accesso difficile, e con un piccolo errore, puoi effettuare misurazioni a una distanza di decine di metri;
- quando si osservano meccanismi in movimento, e questo richiederà una frazione di secondo;
- quando si diagnostica la sicurezza elettrica di un edificio, quando tale misuratore è conveniente per la scansione remota in numerose aree remote.
Quali dispositivi possono misurare la temperatura del metallo
Nell'industria metallurgica, le leghe metalliche fuse richiedono uno strumento robusto per misurare le alte temperature.
I pirometri già descritti in precedenza sono considerati tali. Fissano la radiazione termica a distanza,caratterizzare la temperatura effettiva del metallo. In condizioni difficili di indicatori di calore ultra elevati, il metodo senza contatto è l'ideale. Il display LCD visualizza i seguenti dati:
- temperatura effettiva Fahrenheit e Celsius;
- temperature al confine;
- carica della batteria.
La massima precisione della variabile misurata può essere raggiunta solo quando non vi è alcuna interferenza tra l'oggetto e lo strumento remoto sotto forma di vapori o solidi che assorbono il calore. Se è necessario effettuare misurazioni della lega metallica nella siviera di trasporto o durante l'imbottigliamento, si dovrebbe accettare la condizione che l'indicatore di temperatura sarà inferiore a quello effettivo e sarà determinato dai calcoli.
Per evitare l'imprecisione di questo metodo, viene utilizzato un altro dispositivo per misurare la temperatura del metallo, ovvero il simulatore di corpo nero. È immerso nella massa fusa e si presenta sotto forma di un tubo con un'estremità sigillata o aperta, un cono cavo o una tazza in metallo refrattario. In ogni caso, il misuratore di temperatura deve avere una resistenza al calore, una resistenza chimica e un'eccellente conduttività termica per fornire letture eccezionalmente accurate.
Misurazione della temperatura del motore
Il funzionamento a lungo termine, così come le riparazioni periodiche di macchine e meccanismi, richiedono la presenza di attrezzature speciali, che includono un dispositivo per misurare la temperatura del motore. Questi includono termocoppie, termistori e termometri ad espansione.
Termocoppie: molto maneggevoli e larghedispositivi noti agli automobilisti per misurare la temperatura delle superfici, degli avvolgimenti e della cavità interna del motore. Utilizzando questi sensori di temperatura, puoi registrare i dati anche nelle aree del motore difficili da raggiungere, nelle scanalature e nei nuclei. Sono due fili isolati di metallo diverso con estremità saldate su un lato, che vengono posti in un certo punto di misura. Le seconde estremità sono collegate a un millivoltmetro e un termometro e la somma delle loro letture determina il valore effettivo della temperatura.
I termometri a espansione di mercurio e alcol sono molto comodi per effettuare le misure necessarie in aree accessibili: l'avvolgimento, la superficie aperta delle varie parti, nonché il flusso d'aria in uscita (o in entrata) dal motore. I termistori sotto forma di un avvolgimento di filo di rame sono montati contemporaneamente in più punti del motore, accendendoli a turno, prendendo letture fisse e determinando il valore medio.
Strumenti secondari utilizzati nelle misurazioni della temperatura
Proviamo a definire cos'è un misuratore di temperatura secondario industriale. In effetti, questo dispositivo automatico è un'importante aggiunta al contatore principale, catturando e convertendo gli indicatori registrati in una forma leggibile. È necessario per l'attuazione di un chiaro controllo, segnalazione e regolazione tempestiva della temperatura in quei casi eccezionali in cui si verificano deviazioni dai parametri specificati dalle condizioni operative. Gli apparecchi elettrici secondari fissi e portatili sono separati separatamente.
Di solito elettrodomestici secondariper la misurazione della temperatura hanno una resistente custodia protettiva in acciaio e sono dotati di scala graduata. I valori vengono registrati secondo il diagramma registrato da termocoppie, estensimetri, termometri a resistenza, convertitori e altri dispositivi.
Considerando i vari modi di presentare le informazioni, i dispositivi secondari dovrebbero essere suddivisi in registrazione e indicazione, singolo e multicanale, doppia funzione e singolo raggio. In presenza di un meccanismo di segnalazione, questi dispositivi segnalano istantaneamente una variazione di temperatura inaccettabile diversa dal valore richiesto. Questo aiuta a mantenere il flusso logico di tutte le reazioni e dei processi tecnologici in cui sono coinvolti.
Con tutta la varietà di dispositivi che registrano gli indicatori di temperatura di gas, liquidi e solidi, ci si dovrebbe avvicinare seriamente alla scelta del dispositivo desiderato. I fattori primari che devono essere presi in considerazione sono i limiti ammissibili dei valori di temperatura, la distanza massima alla quale possono essere effettuate misurazioni (avvistamento), la precisione. E, naturalmente, viene preso in considerazione l'ambito di utilizzo di un particolare tipo di termometro.
