Какой прибор используют для определения температуры воздуха?

Глава II. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И НАЛАДКИ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Измерение температуры основано на физических свойствах тел, связанных определенной зависимостью с температурой. Наиболее широко используются следующие свойства: тепловое расширение тел, газов, паров и жидкостей; электрическое сопротивление проводников; термоэлектродвижущая сила; энергия излучения нагретых тел.

При наладочных работах по вентиляции температура газов и жидкости в пределах от —40 до +60° С измеряется тарированными жидкостными термометрами с ценой деления не более 0,5° С. При температурах свыше 60° С допускается применять термометры с ценой деления 1°С. Температуру воздуха и газов при составлении балансов по теплу и влаге, а также при лабораторных исследованиях измеряют тарированными термометрами с ценой деления не более 0,2° С.

Жидкостные стеклянные термометры. Принцип действия термометров основан на объемном расширении жидкости, заключенной в закрытом стеклянном резервуаре. Резервуар соединяется с капилляром, имеющим малый внутренний диаметр. При нагревании резервуара жидкость увеличивается в объеме и поднимается вверх по капилляру. По высоте столбика жидкости в капилляре можно судить об измеряемой температуре. Чем тоньше капилляр, по сравнению с резервуаром, тем чувствительнее термометр.

Рабочей жидкостью в термометрах служат обычно ртуть и органические жидкости. Ртутно-стеклянные термометры используются для измерения температуры в пределах от —30 до +500°С Термометры с органическими жидкостями называются низкотемпературными, в них применяют этиловый спирт до —130°С; толуол до —90° С; петролейный эфир до —130° С и пентан до —190° С.

Ртутные стеклянные термометры разделяют на палочные и с вложенной стеклянной шкалой. Палочный термометр представляет собой толстостенную капиллярную трубку из термостойкого стекла или кварца, на который нанесены деления шкалы. При наблюдении сквозь толщу стекла капилляр представляется значительно увеличенным и столбик жидкости хорошо виден, несмотря на очень малый действительный размер капилляра. Резервуар со ртутью у палочных термометров имеет наружный диаметр, одинаковый с наружным диаметром капиллярной трубки. Палочные термометры обладают высокой точностью и применяются в основном для лабораторных измерений.

Стеклянные термометры с вложенной шкалой отличаются тем, что капиллярная трубка имеет небольшой наружный диаметр, а деления шкалы нанесены на плоскую пластинку из молочного стекла, расположенную сзади капиллярной трубки. Шкала и капилляр заключены в стеклянную оболочку, припаянную к резервуару.

Термометр с ртутным заполнением может быть снабжен электрическими контактами, которые замыкаются ртутными столбиками. Такие термометры называются контактными или термосигнализаторами. Один из контактов впаян в нижней точке капилляра и всегда соприкасается с ртутью. Этот контакт обычно выполнен из платины, так как платина имеет такой же температурный коэффициент, что и термометрическое стекло.

Другие контакты впаивают в капилляр на определенных отметках шкалы или контакт изготавливают подвижным. В качестве подвижного рабочего контакта термосигнализатора применяют тонкую вольфрамовую проволоку и располагают ее внутри капилляра. Контакт перемещается с помощью передвигающейся по винту овальной гайки, заключенной в овальную трубку. Винт вращается подковообразным постоянным магнитом, который установлен на колпачке в верхней части термометра.

Шкала термометра справедлива, когда глубина его погружения равна высоте столбика измерительной жидкости. При этом жидкость, находящаяся в резервуаре и капилляре, имеет температуру измеряемой среды. Если столбик жидкости выступает над уровнем погружения термометра, то температура выступающей части будет отличаться от температуры измеряемой среды: Следовательно, выступающий столбик дополнительно удлиняется или укорачивается в зависимости от температуры окружающей среды. Поправку к показаниям термометра на температуру выступающего столбика подсчитывают по формуле

Метастатический термометр с меняющимися пределами шкалы предназначен для измерения температуры с повышенной точностью. Измерение производится в интервале, не превышающем 5° С в любом участке шкалы от —20 до +150° С. Чтобы изменить пределы измерения отливают часть ртути из капилляра в сифонообразный вспомогательный резервуар.

Термометр относится к числу стеклянных ртутных термометров со вложенной шкальной пластиной.

Термометр имеет рабочую шкалу 5° С с ценой деления 0,01° С и вспомогательную шкалу от —20 до +150° С с ценой деления 5° С. На вспомогательной шкале устанавливают нижний предел температуры, от которого производят отсчет по рабочей шкале.

Основная допустимая погрешность термометра ±0,015° С. Температуру измеряют, погрузив термометр в измеряемую среду на постоянную величину до начала делений шкалы.

Стержневой термометр-дилатометр состоит из трубки и стержня, изготовленных из разных материалов. Стержень расположен внутри трубки. Один конец его жестко закреплен ко дну трубки. Трубка и стержень удлиняются при нагревании на различную длину. Изменение соотношения их длины характеризует температуру нагрева.

Стержневые термометры применяют главным образом в качестве сигнализаторов и регуляторов температуры, а также в системах пневмоавтоматики. При заданных значениях температуры они замыкают или размыкают электрические контакты, включаемые в электрические цепи.

Биметаллический термометр имеет чувствительный элемент в виде плоской или спиральной пружины, спаянной из двух разнородных пластин. Пластины изготавливают из металлов с разными коэффициентами температурного расширения. При нагревании обе пластины удлиняются и пружина изгибается в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом. По величине изгиба судят о температуре нагрева. Биметаллический термометр применен в термографе.

Термограф М-16А предназначен для непрерывного измерения и регистрации температуры воздуха. Чувствительной частью прибора является изогнутая биметаллическая пластина 9, изменяющая свою кривизну в зависимости от температуры. Один конец пластины закреплен, а другой — системой рычагов связан со стрелкой 4. На конце стрелки, установлено перо 10 в виде ковшичка, в которое заливаются специальные медленно сохнущие чернила. Перо вычерчивает кривую изменения температуры на диаграммной ленте, закрепленной на барабане 2 с помощью лентодержателя 3.

Барабан вращается под действием помещенного в него часового механизма. В зависимости от модификации прибора барабан делает 1 оборот в сутки (суточный термограф) или в неделю (недельный). Часовой механизм заводится ключом.

В зависимости от применяемой шкалы на диаграммной ленте прибором измеряют температуру в следующих диапазонах: от —40 до +30° С; от —30 до +40° С; от —20 до +50° С. Прибор регулируется винтом 8, перемещающим закрепленный конец чувствительной пластины. При этом перо устанавливают на нужное деление выбранной шкалы, соответствующее температуре измеряемого воздуха в данный момент.

В приборе предусмотрен отметчик времени. Он дает возможность, не открывая крышки корпуса прибора, отмечать время наблюдений на диаграммной ленте. При нажатии на отметчик времени перо поднимается и делает вертикальную отсечку.

Чтобы отвести стрелку с пером от барабана часового механизма для прекращения записи и снять барабан при смене диаграммной ленты, поворачивают рычаг 5 до упора в направлении на себя. Опустить перо на поверхность барабана можно поворотом этого рычага до упора в обратном направлении. Основная плата прибора И, на которой смонтированы все узлы и механизмы, прикреплена к основанию корпуса 1. Чувствительная часть термографа защищена от механических повреждений защитными дугами 7 и крышкой 6.

Правила измерения температуры

Для измерения температуры воздуха в рабочей зоне помещения термометры устанавливают по возможности на высоте 1,5 м от пола, вдали от холодных наружных ограждений и оборудования, излучающего тепло, и вне зоны действия приточных струй н солнечных лучей. Резервуары термометров должны свободно омываться воздухом. Измерять температуру воздуха вблизи горячих или холодных поверхностей следует аспирационными психрометрами, резервуары термометров которых защищены от воздействия тепловой радиации.

Температура наружного воздуха измеряется термометрами, которые должны быть защищены от непосредственного воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков. Температуру воздуха в воздуховодах рекомендуется измерять термометрами, вводимыми внутрь воздуховодов через специальное отверстие или лючки. При разрежении в воздуховоде необходимо исключить подсос воздуха через отверстия или лючки.

Места измерения температуры воздуха в воздуховодах выбирают с учетом следующих требований:

термометры не должны подвергаться вибрации и тряске;

на показания термометров не должно оказывать влияние лучистое тепло от теплообменников и должно быть исключено попадание капель воды или другой жидкости на термометр при замерах после камер орошения.

Показания термометров следует снимать не ранее чем через 5 мин после их установки, причем не следует дотрагиваться до резервуара термометра руками, дышать на него, освещать спичками. При необходимости наблюдения за температурой воздуха в помещении в течение суток или более длительного времени следует использовать самопишущие приборы — термографы, электронные самопишущие многоточечные и одноточечные с термометрами сопротивления.

Температура поверхностей измеряется термощупами или поверхностными термопарами.

Полупроводниковые термометры типа ЭТП-IA, ЭТП-2А и ЭТП-М предназначенные для измерения температуры в производственных и лабораторных условиях, разработаны и изготавливаются экспериментальной базой Уральского ПромстройНИИпроекта

Приборы ЭТП-IA и ЭТП-2А работают с датчиками трех типов

Датчик I служит для измерения температуры поверхностей металлических строительных конструкций и ограждений, нагревателей отопительно-вентиляционных систем, трубопроводов котельных и холодильных установок, корпусов и деталей электромашин и другого технологического оборудования. Терморезистор 1 датчика плотно обмотан неизолированной медной проволокой 2, припаян к контактному колпачку 3 и помещен в колодку 4, которая поджимается пружиной 5, что обеспечивает надежный тепловой контакт с измеряемой поверхностью.

Датчик II предназначен для измерения температуры неагрессивных жидкостей, растворов, сыпучих материалов, влажных газовых сред. Датчик состоит из герметичной трубки 6, внутри которой помещен терморезистор 1.

Датчик III применяется для измерения температуры неагрессивных газовых и воздушных сред нормальной влажности. Датчик состоит из перфорированной трубки 7 с терморезистором 1, расположенным внутри.

В приборе ЭТП-М применен один датчик с тремя сменными насадками, позволяющими производить все вышеуказанные измерения.

Все элементы и узлы приборов смонтированы на жесткой панели и помещены в защитный корпус с крышкой, в которой размещены датчики. В специально предусмотренной кассете в корпусе прибора устанавливается батарея питания.

На лицевой панели приборов расположены стрелочный индикатор, переключатель поддиапазонов, переключатель рода работы, переменный резистор установки рабочего напряжения, выключатель питающего напряжения, разъем для включения датчиков (в приборах ЭТП-1А и ЭТП-2А).

Читайте также  Рехау quality профиль

Порядок работы с приборами. Вначале подключают датчик и располагают прибор горизонтально. Механическим корректором стрелочного индикатора устанавливают стрелку на нулевую отметку шкалы. Переключатель поддиапазонов ставят на требуемый поддиапазон измерения. Переключатель рода работы включают в положение «контроль» и подключают питание прибора. Ручкой «регулирование напряжения» устанавливают стрелку индикатора на максимальное деление шкалы (настройку производят после каждого переключения поддиапазонов и при измерении периодически контролируют). После этого переключатель рода работы устанавливают в положение «измерение». По шкале прибора снимают показание при установившемся значении тока измерителя. В приборах, шкала измерителя которых градуирована в мка, температуру определяют по зависимости прилагаемой к прибору в виде графики. Датчик прибора при измерениях устанавливают заранее или перед включением прибора. Поверхности в местах измерений температуры выбирают ровные, сухие, очищенные от грязи, краски и т. п. с минимальным радиусом закругления (до 40 мм).

Датчик типа I прижимают плотно, без сдвигов, вибраций и ударов и так, чтобы его ручка была перпендикулярна измеряемой поверхности. Для обеспечения надежного теплового контакта датчика с поверхностью перед измерением температуры медный его колпачок смазывают техническим вазелином или маслом.

Датчик типа II погружают в жидкость или сыпучую среду на полную глубину, сохраняя расстояние между низом ручки и уровнем жидкости не менее 5 мм. При окружающих температурах ниже 10° С измерения проводят дистанционно, чтобы сохранить температуру прибора в пределах 10—35° С.

Аспирационный электротермометр конструкции ГПИ Проектпромвентиляция предназначен для дистанционного измерения температуры воздуха в диапазоне от —15 до +125° С. Электротермометр состоит из измерительного прибора и датчика. Датчик соединен с измерительным прибором соединительным шнуром. Чувствительным элементом 1 датчика температуры является медная проволока диаметром 0,05 мм, спирально намотанная на каркас из натянутых нитей. Сопротивление чувствительного элемента при температуре 0° С составляет 100 Ом. Чувствительный элемент закрыт внутренним 2 и наружным 3 цилиндрическими экранами. Экраны изготовлены из листового металла с последующим никелированием и полировкой.

Из окружающей среды воздух просасывается электровентилятором 5 через щели 4 наружного и внутреннего экранов и попадает на датчик, изменяя его температуру и сопротивление. Сопротивление датчика измеряется неуравновешенным мостом постоянного тока.

Прибор имеет три поддиапазона измерения температуры: от —25 до +25° С; от 25 до 75° С и от 75 до 125° С, которые переключаются переключателем п. rij (рис. 11.28). Питание измерительного моста осуществляется от одной батареи КБС-Л-0,5, электродвигатель вентилятора питается от двух батарей того же типа, соединенных параллельно или трех элементов типа «Марс», соединенных последовательно.

Для подготовки электротермометра к работе датчик подсоединяют к измерительному прибору и корректируют питающее напряжение моста, для чего:

переключатель диапазонов Hi устанавливают в положение II поддиапазона, а переключатель П2 — в положение К (коррекция);

переменным резистором R& стрелку измерительного прибора совмещают с красной риской на шкале показывающего прибора. Коррекцию питающего напряжения проводят через 30—35 мин работы прибора.

Для измерения температуры воздуха датчик располагают в точке измерения, затем выключателем Вк! включают электродвигатель вентилятора, переключатель Пг переводят в положение «И» (измерение). Если стрелка показывающего прибора «зашкаливает» влево, переключатель переводят на более низкий поддиапазон измерения, если вправо — на ботее высокий. Когда стрелка перестанет двигаться, т. е. чувствительный элемент датчика примет температуру окружающего его воздуха, записывают показания прибора в относительных делениях. Затем по тарировочному графику или таблице переводят деления в абсолютное значение температуры.

Приборы, измеряющие температуру: виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

  1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Учебная МЕТЕОСТАНЦИЯ
оренбургского государственного университета

  • Музей природных явлений
  • Фотогалерея
  • Интересности
  • Ссылки
  • Обзор погоды
  • Контакты

Измерительные приборы

  • Психрометрическая будка
  • Термометры для измерения температуры почвы
  • Снегомер, мерзлотомер
  • Приборы для измерения скорости ветра
  • Измерители осадков и атмосферного давления
  • Измерение температуры и влажности воздуха
  • Наблюдение облаков
  • Гелиограф
  • Исследование промерзания почвы и твердых атмосферных осадков
  • Остальные измерения

Психрометрическая будка

Психрометрическая будка сконструирована таким образом, чтобы резервуары термометров и других приборов находились на уровне двух метров — в приземном слое воздуха. Дверца будки всегда обращена на север. Как вы думаете, почему?

Будка служит для защиты приборов от осадков, сильного ветра и солнечной радиации. Она выкрашена в белый цвет и имеет специальные жалюзи. Стоит отметить, что как на обычной метеостанции, так и на нашей всегда имеются две будки. В одной находятся термометры, психрометр, гигрометр, а в другой — гигрограф и термограф, это приборы-самописцы (на лентах которых в течение суток в автоматическом режиме происходит запись изменения температуры и относительной влажности воздуха).

Психрометрическая будка

Внутреннее устройство психрометрической будки

Психрометрическая будка с самописцами — гигрографом и термографом

Термометры для измерения температуры почвы

На специальном участке — так называемом «участке без растительного покрова» — производятся наблюдения за температурой поверхности почвы и на различных глубинах.

Срочный, минимальный и максимальный термометры служат для измерения температуры поверхности почвы. Зимой эти термометры кладутся на снег.

Максимальный, минимальный и срочный напочвенные термометры (на поверхности снега и почвы)

Читайте также  Заедает замок входной двери как починить?

В метеорологии измеряют не только температуру поверхности почвы (температуру подстилающей поверхности), но и температуру почвы на глубине. Для этого существуют специальные приборы — термометры Савинова и вытяжные термометры.

Опускаемый настил для «подступа» к термометрам

Почвенные термометры Савинова

Наблюдения по термометрам Савинова производятся только в теплое время из-за их хрупкости, они устанавливаются на глубинах 5, 10, 15 и 20 см. Установку термометров, как и других приборов, ведет по специальным ГОСТам и «Наставлению:» наш незаменимый инженер по метеорологическим приборам Григорий Михайлович Жиляев. Заметим, что все приборы ежегодно поверяются в Центре метрологии и стандартизации. И, если показания приборов отклоняются от эталонных, то вводятся поправки. Все термометры на площадке ориентированы по сторонам света (по линии восток — запад).

Снегомер, мерзлотомер

Мерзлотомер для определения глубины промерзания почвы

На каждой метеостанции постоянно установлены на зимний период снегомерные рейки. У нас на площадке их четыре, три — для снегомерной съемки и одна — у мерзлотомера.

Снегомер

Снегомер предназначен для измерения высоты и массы вырезаемого столбика пробы снега. Он состоит из безмена (взвешивающей части) и металлического цилиндра для отбора пробы снега и определения его объема. Плотность снега определяется отношением массы к объему.

Снегомерные рейки — переносная и стационарная

Приборы для измерения скорости ветра

На любой метеостанции обязательно есть высокая мачта. На ней находится ветроизмерительный прибор — флюгер Вильда. На метеостанциях флюгеры бывают двух видов: один с тяжелой доской, другой — с легкой. Два флюгера с разными досками позволяют измерять различные скорости ветра. С легкой доской флюгер может измерять скорость до 20 м/с, с тяжелой — до 40 м/с. Так как в Оренбурге довольно редко ветер превышает двадцатиметровую отметку (среднегодовая скорость составляет примерно 4 м/с), у нас на станции размещен только флюгер с легкой доской.

Флюгер Вильда на 10-метровой мачте

Ручной анемометр

Флюгер (в переводе с немецкого — «крыло») довольно прост в эксплуатации. Его устанавливают в северной части метеоплощадки. На фото ветер имеет южное направление (дует с юга), для определения мы смотрим, куда указывает противовес (шарик на противоположном конце флюгарки), а скорость — 2-3 м/с (определяем по тому, к какому из штифтов отклонилась доска).

«Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам» (эта книга — основной документ на метеостанциях, устанавливающий правила и методику их функционирования) рекомендуется использовать наблюдения по флюгеру Вильда в случае выхода из строя других приборов по ветру (например, электрического анеморумбометра М-63М-1, который запланирован к установке у нас на станции на следующий год). Пока же на станции установлен только флюгер, так что сбои в электроснабжении нам не страшны!

Скорость ветра определяют еще и другим прибором — ручным анемометром. Ручной анемометр замеряет число оборотов чашечек вокруг оси за заданное время, что равно определенному расстоянию, после чего рассчитывается средняя скорость ветра делением расстояния на время.

Измерители осадков и атмосферного давления

На нашей метеостанции проводятся также наблюдения за количеством атмосферных осадков по осадкомеру. Сборником осадков является осадкомерное цилиндрическое ведро, куда попадают осадки. Оно защищено от ветра и, следовательно, падения специальными пластинами. Дважды в сутки осадки сливают в измерительный дождемерный стакан, цена деления которого составляет 1 мм слоя осадков. Если количество осадков составит 50 мм за период не более 12 часов, то этот факт считается опасным метеоявлением, которое «может представлять угрозу жизни или здоровью граждан» (Федеральный закон от 2 февраля 2006 г. № 21-ФЗ).

Осадкомер

Измерительный дождемерный стакан

Атмосферное давление определяем по барометру-анероиду и барографу, которые размещены в помещении станции.

Барометр-анероид

Барограф

Измерение температуры и влажности воздуха

Температуру воздуха, в том числе максимальную и минимальную, определяем по термометрам, размещенным в психрометрической будке. По показаниям сухого и смоченного термометров с использованием специальных психрометрических таблиц находим характеристики влажности воздуха (относительную и абсолютную влажность, точку росы, дефицит насыщения). Так, например, если по сухому температура 7,2 °С, а по смоченному — 6,5 °С, то точка росы — 5,6 °С, абсолютная влажность — 9,1 гПа, относительная — 90 %, а дефицит насыщения — 1,1 гПа.

Психрометрические таблицы

Для определения показателей влажности воздуха также используется аспирационный психрометр Ассмана, который можно переносить, т. е. брать с собой, проводя в полевых условиях изучение микроклимата. Например, мы думаем, что удастся обнаружить с помощью психрометров наличие «острова тепла» над центральной частью города, который, как известно, способствует формированию «городского бриза», влияющего на повышение уровня загрязнения воздуха этой перегретой, особенно летом, части города.

Аспирационный психрометр Ассмана

Наблюдение облаков

Атлас облаков

Форма облаков определяется визуально и сверяется с фото по международному атласу облаков.

Розовые облака (сентябрь 2008 г.)

Перистые облака или Cirrus

В наши планы входит разработка программы наблюдений перламутровых и серебристых облаков — этих уникальных и загадочных «небесных украшений».

Перламутровые (стратосферные) облака — наблюдались над всей Европой.
3 февраля 2008 г. (фото с сайта Meteoweb)

Схематический рисунок наиболее типичных форм облаков

Гелиограф

Продолжительность солнечного сияния определяется по гелиографу, стеклянный шар которого собирает солнечные лучи в фокус, и при перемещении луча на ленте появляется линия прожога. По длине линии в часах и считают продолжительность сияния. В Оренбурге за год получается величина более двух тысяч часов, почти как в Крыму!

Гелиограф

Ленты с участками прожога

Исследование промерзания почвы и твердых атмосферных осадков

Помимо стандартной программы работ, на нашей метеостанции осуществляются также некоторые уникальные наблюдения. К ним относятся измерения глубины промерзания почвы (по мерзлотомеру) — об этом уже было рассказано, заметим лишь, что отсчеты по мерзлотомеру начинают проводить после даты перехода среднесуточной температуры воздуха через ноль градусов (осенью 2008 года это произошло 6 ноября). Кроме того, мы проводим наблюдения за отложениями слоя льда (на специальном гололедном станке), инеем и изморозью (по ледоскопу). Отложение измеряется по толщине слоя льда на проводах, а также по объему воды, получившейся от таяния отложения.

Гололедный станок

Ледоскоп с инеем

В программу работ также включены исследования твердых атмосферных осадков (их классификация в соответствии с указаниями Международной комиссии по льду и снегу, выяснение причин многообразия и наличия необычных форм).

Классификация твердых атмосферных осадков Международной комиссии по льду и снегу

Остальные измерения

Проводим наблюдения и за опасными атмосферными явлениями: шквалами, грозами, метелями, туманами, мглой и смогом, пыльными бурями.

Проводим наблюдения за оптическими явлениями: разнообразием гало — противосолнцем, паргелиями (это ложные солнца), глорией, гало Бугера, или белой радугой, «восточной зарей», или «тенью Земли», мечтаем увидеть зеленый луч, изумрудной вспышкой озаряющий небо после заката. Вот и лунную радугу (о существовании которой мы знаем еще из книги Аристотеля «Метеорологика») теоретически увидеть можно, но нам пока не удавалось.

За горизонтальной дальностью видимости мы наблюдаем по ориентирам, расстояния до которых известны, т. к. заранее определены.

Все наблюдения и измерения производятся в строгом соответствии с принятыми международными и отечественными нормами, установленными Всемирной метеорологической организацией и Росгидрометом.

Для автоматизированной обработки и логического контроля текущих данных метеорологических наблюдений, выпуска бюллетеня метеорологических наблюдений разрабатывается оригинальный комплекс пpогpаммного обеспечения «МС-ОГУ».

Программа регулярных наблюдений даст бесценные архивные и оперативные данные, позволяющие комплексно, во взаимосвязи одних показателей с другими, решать широкий круг научных и прикладных задач.

Хотелось бы обратить внимание на то, что учебная метеостанция может стать немаловажным звеном в российском МЧС в части обнаружения и предупреждения опасных и неблагоприятных погодных явлений (ураганных ветров и шквалов, сильных ливней и града, гололеда и др.), то есть являться надежным «часовым погоды», несущим вахту в северной части города Оренбурга. Такие предупреждения позволят снизить не только экономический ущерб от особо опасных метеоявлений, но и сберечь здоровье людей.

Данные МС нужны климатологам для изучения мезоклимата Оренбурга, оценки динамики климатических условий полумиллионного города. По этим данным могут разрабатываться рекомендации градостроителям и, конечно, службам жизнеобеспечения города.

Современные приборы для дистанционного измерения температуры

Содержание

Какие бывают приборы для измерения температуры

Устройства для проведения необходимых исследований, в том числе прибор для измерения температуры воздуха, отличаются конструктивно, а также принципом работы, который используется для проведения замеров. Достаточно широкое применение у контактных и дистанционных термометров, иначе называемых пирометрами. Кроме того, классификация приборов для измерения температуры группирует:

-Стеклянные и металлические термометры расширения жидкостные, работающие на свойстве изменения объема тел при разных значениях температуры. Спектр действия их от -190 до +500 °С.

-Манометрические термометры, использующие зависимость между изменяющейся температурой газообразного вещества, помещенного в замкнутый объем, и давлением. Работают при значениях от -160 до +600 °С.

-Электрические термометры сопротивления действуют, полагаясь на способность материалов-проводников менять электросопротивление при нагреве и охлаждении. Эффективны при значениях от -200 до +650 °С.

-Термоэлектрические преобразователи – термопары. Задействуются в диапазоне от 0 до +1800 °С. Эти приборы для измерения температуры используют свойство двух разных металлов и металлосплавов вырабатывать электродвижущую силу при перемене степени нагрева спая.

-Устройство для определения температуры от +100 до +2500 °С – пирометр излучения (фотоэлектрический, оптический, радиационный). Действие обусловлено тем, что фиксируемый показатель влияет на величину излучаемого телом тепла. Относится к бесконтактному типу измерений. Различают стационарные и мобильные, низко- и высокотемпературные пирометры.

Термометры и датчики

По иной классификации термофиксирующих устройств проводится их разделение на термометры и термодатчики.

Первые – это механические приборы, в том числе газонаполненные манометрические устройства, биметаллические, стеклянные измерители температуры и комбинированные регуляторы.

Термодатчики – это сверхточные усовершенствованные электронные приспособления для фиксирования показателей температуры в жидкостях и твердых телах. К ним следует относить термометры сопротивления, термопары, преобразователи показаний датчиков и сигнализаторы, оснащенные релейными механизмами.

Читайте также  Просело пластиковое окно регулировка

Новейшие термодетекторы оснащены USB-интерфейсом, памятью для сохранения и анализа исследований, лазерным наводчиком-целеуказателем.

Измерители температуры воды

Каждый отдельный прибор для измерения температуры воды, холодных и горячих растворов характеризуется особым принципом работы. Встречаются универсальные приспособления, пригодные также для замеров показателей воздуха.

Жидкостные термометры

Стеклянные жидкостные измерители известны как самые элементарные и точные термометры, которые выпускаются прямыми и угловыми. А сфера их применения – анализ технологического оборудования, а также коммунальное хозяйство (замеры в трубопроводах). Приборы подходят для значений от -35 до +600 °С, причем в качестве чувствительного элемента чаще других применяют ртуть, а показания записывают по шкале.

В зависимости от места применения и особенностей строения различают устройства медицинские, технические, электроконтактные, жидкостные, палочные и прочие.

Конкретный прибор для измерения температуры воды выбирается с учетом допустимой погрешности при замерах.

Особенности терморегуляторов и сигнализаторов

Кроме вышеперечисленных, существуют и другие приборы для измерения температуры. К примеру, в качестве терморегуляторов и сигнализаторов используют стержневые дилатометры с чувствительными деталями из разнородных металлосплавов, которые удлиняются при нагреве на различную величину.

Тем же принципом характеризуется еще один вид термометра – биметаллический, со вставленной термочувствительной пружиной, спаянной с парой металлических пластинок с различным температурным расширением. В процессе нагрева пружина выгибается к пластине меньшего термокоэффициента, а по величине изгиба находят искомый показатель температуры.

Электротермометр

Для дистанционного фиксирования тепловых показателей окружающей среды в диапазоне от -15 до +125 °С отлично подходит бесконтактный прибор для измерения температуры — аспирационный электротермометр. В его устройство входят соединенные между собой шнуром измеритель и датчик. Чувствительным элементом является тончайшая медная проволока датчика, накрученная спиралью на нитевой каркас.

Когда необходим дистанционный пирометр

Часто бывают ситуации, когда замерять температуру контактным способом невозможно или просто неудобно. Именно в таких случаях понадобится пирометр — прибор для дистанционного измерения температуры, а именно: -при замерах показателей сильно разогретых тел или ядовитой среды; -при затрудненном доступе, причем с небольшой погрешностью можно произвести измерения на расстоянии в десятки метров; -при наблюдении за механизмами, находящимися в движении, причем на это потребуются доли секунды; —при диагностике электробезопасности здания, когда именно таким измерителем удобно провести дистанционное сканирование на многочисленных удаленных участках.

Какими устройствами можно измерить температуру металла

В металлургической промышленности для исследования расплавленных металлосплавов необходим прочный прибор для измерения высоких температур.

Таковыми считаются уже описанные ранее пирометры. Они фиксируют на расстоянии тепловое излучение, характеризующее фактическую температуру металла. В сложных условиях сверхвысоких показателей тепла бесконтактный способ идеален. На жидкокристаллический дисплей выводятся следующие данные:

-фактическая температура по Фаренгейту и Цельсию;

Максимальной точности измеряемой переменной можно добиться только тогда, когда между объектом и дистанционным прибором нет помех в виде поглощающих тепло паров или твердых тел. Если же нужно сделать замеры металлосплава в транспортировочном ковше или при розливе, то следует принять условие, что температурный показатель окажется меньше фактического и будет определяться расчетами.

Для того чтобы избежать неточности такого способа, применяется другой прибор для измерения температуры металла, а именно имитатор черного тела. Он погружается в расплав и представлен в виде трубы с запаянным или открытым концом, полого конуса или стакана из тугоплавкого металла. В любом варианте термоизмеритель должен обладать повышенной жаропрочностью, химической стойкостью и отличной теплопроводностью, чтобы демонстрировать исключительно точные данные.

Измерение температуры двигателя

Длительная эксплуатация, а также периодический ремонт машин и механизмов предполагают наличие специального оборудования, в составе которого — прибор для измерения температуры двигателя. К ним относят термопары, терморезисторы и термометры расширения.

Термопары – очень удобные и широко известные среди автомобилистов приборы для измерения температуры поверхностей, обмотки и внутренней полости двигателя. С помощью этих термодатчиков можно фиксировать данные даже в труднодоступных участках двигателя, в пазах и сердечниках. Представляют собой две изолированных проволоки разного металла со спаянными с одной стороны концами, которые помещаются в определенную точку измерения. Вторые концы соединяются с милливольтметром и термометром, а сумма их показателей определяет фактическое значение температуры.

Ртутные и спиртовые термометры расширения весьма удобны для проведения необходимых измерений на доступных участках: обмотке, открытой поверхности различных деталей, а также выходящего (или входящего) из движка потока воздуха. Терморезисторы в виде медной проволочной обмотки крепят одновременно в нескольких местах двигателя, поочередно включая их, снимая фиксируемые показания и определяя среднее значение.

Вторичные приборы, используемые при измерениях температуры

Попробуем дать определение того, что такое промышленный вторичный прибор для измерения температуры. По сути, это автоматическое устройство является важным дополнением к основному измерителю, улавливающим и преобразующим зафиксированные показатели в удобочитаемую форму. Необходимо для осуществления четкого контроля, сигнализации и своевременного регулирования температуры в тех исключительных случаях, когда происходят отклонения от заданных условиями работы параметров. Отдельно выделяют стационарные и переносные вторичные электроприборы.

Как правило, вторичные приборы для измерения температуры имеют прочный защитный стальной корпус и оснащены градуированной шкалой. Регистрация значений происходит согласно диаграмме, записанной от термопар, тензорезисторов, термометров сопротивления, преобразователей и других устройств.

Рассматривая различные способы подачи информации, следует разделить вторичные приборы на регистрирующие и показывающие, одно- и многоканальные, двухфункциональные и однодиапазонные. При наличии сигнализирующего механизма данные приспособления моментально указывают на недопустимое изменение температуры, отличное от требуемой величины. Это помогает поддержанию логического протекания всех реакций и технологических процессов, в которых они задействованы.

При всем многообразии приборов, регистрирующих температурные показатели газов, жидкостей и твердых тел следует серьезно подходить к выбору нужного приспособления. Первостепенными факторами, которые надо учесть, являются допустимые границы температурных значений, максимальная удаленность, на которой можно проводить замеры (визирование), точность. И, конечно же, учитывается сфера использования конкретного вида термометра.

Температура и влажность

Работа термометров основана на зависимости различных физических величин от температуры. По принципу и способу действия их можно разделить на несколько типов.

Экономьте, эффективно используя теплоэнергию, с оборудованием «Полтраф СНГ»!

Термометры с контактным методом измерения

1) термометры расширения используют свойство тел изменять свой объем под воздействием температуры. Такие приборы могут быть жидкостными и механические (дилатометрические, биметаллические). Они рассчитаны на измерения температур в диапазоне от -190 до +500 °С.

В жидкостных (как правило, это стеклянные приборы) обычно используется спирт или ртуть. Действие дилатометрических термометров основано на расширении твердых тел. Это приборы простой конструкции с высокой чувствительность. Например, механические реле температуры. Биметаллические термометры измеряют температуры как жидких сред, так и газообразных, сыпучих или вязких. Их удобно применять в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, санитарных установках. Такие термометры отличаются прочностью и хорошо противостоят воздействию температур за пределами измерений.

2) Термометры сопротивления — электрические приборы, действие которых основано на свойстве веществ в зависимости от температуры менять электрическое сопротивление. Такими приборами можно измерять температуры от -200 до +650 °С в жидких, твердых и газообразных средах.

Термометр содержит чувствительный термодатчик, у которого меняется сопротивление, проводимость и электрический потенциал. А высокоточный электронный блок измеряет эти значения. Такие приборы могут фиксировать измерения в режиме мониторинга или передавать сигналы оповещения при превышении установленных значений.

3) Термометры сопротивления, или термопары, при нагревании генерируют ток, который позволяет измерять температуру. Принцип действия приборов основан на характерной особенности сплавов и разнородных металлов развивать термоэлектродвижущую силу, которая зависит от температуры спая. Термопары измеряют температуру от 0 до +1800 °С. Простота устройства и долговечность приборов делают их наиболее распространенными среди устройств для измерения температуры.

Термопара состоит из сваренных вместе двух проводов из разных металлов. Когда в месте спая меняется температура, то приборе генерирует напряжение, пропорциональное этому изменению.

4)Манометрические термометры используют зависимость между температурой и давлением газа или паров жидкости, а также между температурой и объемом жидкости в замкнутой термосистеме.

В измеряемую среду помещается термобаллон, который соединен с манометром гибким капилляром, который, как правило, представляет собой латунную трубку. Когда нагревается термобаллон, увеличивается его давление, которое измеряется манометром.

Этот тип приборов измеряет температуры от -160 до +600 °С

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Пирометры — это приборы на основе инфракрасного датчика, который считывает и выводит показания инфракрасного излучения. Иначе такие пирометры известны как инфракрасные пистолеты. Они удобны в работе, точны и безопасны. для измерения температуры достаточно направить прибор на объект и нажать спусковой механизм.

1) Яркостные пирометры измеряют спектральную яркость нагретого тела на определенной длине волны. Рабочий диапазон этих приборов от 100 до +6000 °С

2) радиационные пирометры измеряют температуру по тепловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн. Это пиромеры полного излучения, их рабочий диапазон измерения от -50 до +2000 °С.

Яркостные и радиационные пирометры имеют общий недостаток — условность результатов измерения, так как показания зависят не только от истинной температуры тела, но и от черноты его поверхности.

Компания «Полтраф СНГ» предлагает широкий выбор приборов для измерения температуры в различных средах и условиях. Специалисты «Полтраф СНГ» всегда помогут Вам подобрать прибор для измерения температуры, идеально подходящий для Ваших задач! Звоните: 8 (800) 333-65-54

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: