Labn.ru

Жидкостные стеклянные термометры сочетают точность измерений с простотой отсчета температуры. Их используют исключительно для непосредственного измерения температуры.
В СССР жидкостные стеклянные термометры изготавливает в основном Клинский завод ПО «Термоприбор» (г. Клин, Московская обл.). По конструктивным признакам жидкостные стеклянные термометры делятся на три группы: 1) со шкалой, вставленной внутрь стеклянной оболочки; 2) с прикладной шка« лой; 3) палочные.
В термометрах первой группы шкала, выполненная из стекла молочного цвета («молочное стекло»), металла или бумаги, вставлена и закреплена в оболочке термометра. В таких термометрах шкала защищена от воздействия внешней среды, отсчет удобно проводить по мениску. В СССР термометры этой группы наиболее распространены.
В термометрах с прикладной шкалой используют капилляры различной конфигурации и прикладную шкалу (чаще всего
в оправе), нанесенную на стекло молочного цвета, фотостекло или на металлическую пластинку. Столбик термометрической жидкости в таких термометрах хорошо виден, они обладают высокой вибро- и ударопрочностью.
Термометры палочного типа изготавливают из толстостенных массивных капилляров диаметром 5-^-8 мм. Деления шкалы нанесены непосредственно на наружную поверхность капиллярной трубки. Термометры этой группы обладают большой точностью отсчета температуры, механической прочностью и виброустойчивостью.
В СССР выпускают жидкостные стеклянные термометры для измерения температур в интервале от —200 до +1050°С, их ассортимент достигает 220 наименований и более 4000 типов  размеров. Серийно выпускают термометры для измерения температур от —100 до +650 °С.
Термометры изготавливают из различных марок стекла и заполняют различными термометрическими жидкостями (табл. 155). Из всех жидкостей лучшей является ртуть, так как она не смачивает стекло и ее сравнительно легко получить химически чистой. Пространство в капилляре термометра над термометрической жидкостью заполняют инертным газом под давлением до нескольких атмосфер. Например, в термометрах, предназначенных для измерения температур до 600°С, пространство заполняют газом под давлением ^200 гПа (до20атм).
Комбинируя различные термометрические жидкости и типы стекла, можно создать новые оригинальные конструкции термометров.
Расчет конструкции термометра. Измерение температуры жидкостными стеклянными термометрами основано на визуальном наблюдении за изменением объема термометрической жидкости. Расстояние между делениями на шкале прямо пропорционально вместимости резервуара термометра и коэффициенту К. и обратно пропорционально квадрату диаметра канала капилляра. Для технологических расчетов и при конструировании термометров пользуются приближенной формулой:
Е = 0,QSLd2/K                                              (a)
где Е — вместимость резервуара термометра, мм3; L — средняя длина деления, соответствующая одному градусу, мм; d — диаметр канала капилляра, мм X 250; К — коэффициент, равный отношению среднего коэффи-пиента видимого расширения термометрической жидкости в стекле данного термометра /ж к коэффициенту видимого расширения ртути в стекле по ГОСТ 1224—71 /рт для интервала 0-^- 100 °С (К = /ж//Рт).
Для термометров, изготовленных из стекол марок 360, 500 и 650, заполненных ртутью, значения /С равны соответственно 1,00; 1,035 и 1,095. Для термометров, изготовленных из стекла марки 360, К равно: при заполнении толуолом — 7,5 и 6,8 (0— 30 °С), этиловым спиртом — 6,5 (0—30 °С), керосином — 5,6, петролейным эфиром — 9,3 (0—20 °С).
Глубина погружения термометра. Термометры градуируют либо при погружении их до отсчитываемой температурной отметки (полное погружение), либо при частичном погружении их в среду с измеряемой температурой. В последнем случае отметку о глубине погружения наносят на обратную сторону шкальной пластины или на капилляр.
Термометры отечественного производства обычно градуированы в градусах международной шкалы температур (шкала Цельсия, обозначаемая °С). Термометры, изготовляемые в США и Англии, часто градуируют по шкале Фаренгейта (F). Некоторые термометры градуированы по шкале Реомюра (R). В том случае, когда условия применения термометров не совпадают с условиями градуировки (различная глубина погружения или температура окружающего воздуха отличается от +20 °С), вводят поправку на «выступающий столбик». Если термометр градуирован при полном погружении, а при измерении температуры его погружают в среду частично, то поправку на выступающий столбик М подсчитывают по формуле
дг = 0,00016/0; (t — Q)
Значение 6 определяют с помощью вспомогательного термометра, резервуар которого размещен у середины выступающего столбика. Для практических же расчетов можно пользоваться следующими приближенными данными:
Предел   измерения,  °С  .   ,     до +30  до +100   до +200   до +300   до +400 Д/,   СС........          +20         +25          +30          +35         +40
Если термометр был градуирован при температуре окружающего воздуха +20°С, а при эксплуатации температура отличается от +20 °С, то Л? можно определить по формуле (б), где / = +20°С, а 6 — температура окружающего воздуха в момент измерения температуры. В условиях промышленного производства ошибки при градуировании термометров неизбежны. Действующими ГОСТами установлены допустимые отклонения показаний термометров от истинного значения температур. Значения Л^ не должны превышать значений,' приведенных в табл. 156, 157.
Для термометров, которые снабжаются паспортом, поправки к их показаниям, полученные при проверке, указывают в паспорте с точностью до одной десятой доли наименьшего деления шкалы для ртуных термометров и одной пятой деления — для термометров, заполняемых смачивающими стекло термометрическими жидкостями.
При эксплуатации термометров допускаются кратковременные перегревы до температур, превышающих температуру верхнего предела измерения не более чем на 20 °С. Переохлаждение термометров ниже температуры затвердевания термометрической жидкости недопустимо.
По назначению жидкостные стеклянные термометры делятся на девять групп: 1) метеорологические; 2) лабораторные; 3) для нефтепродуктов; 4) для сельского хозяйства; 5) промышленные; 6) технические; 7) бытовые; 8) специальные; 9) термоконтактные. Основные характеристики термометров различного назначения приведены в табл. 158—163.