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压力弹簧温度计

介绍

所有类型的压力弹簧温度计的构造和机械操作都是相同的。压力弹簧温度计的热系统含有金属灯泡,毛细管和接收元件。金属灯泡含有温度计流体,液体或气体或液体蒸汽,并插入待测量温度的点处。灯泡具有周围环境的热平衡,从而开发给定的压力或流体的位移。金属毛细管连接到灯泡,并将压力透射到仪器处的接收元件。接收元件是Bourdon管或压力弹簧的形式。它用于将温度计灯泡中的流体的位移压力转换为运动。该运动用于操作指针以指示温度。

压力弹簧温度计为三种类型:

(i)液体膨胀温度计

(ii)气体膨胀温度计和

(iii)蒸汽驱动温度计。

1.膨胀压力弹簧温度计

原则

它利用由温度变化引起的液体的体积膨胀来操作压力弹簧并指示温度。液体膨胀体积与其温度之间的关系由立方体膨胀规律给出:VF = V0(1 + BT),其中VF是最终体积,V0是初始体积,B是体积膨胀的平均系数而t是温度。该等式表示线性关系,作为体积膨胀系数,B的线性关系不完全,B略有不同,温度略有不同。将灯泡工作在高压下用热液体填充。灯泡处的温度升高导致液体的膨胀,导致膨胀坯管或压力弹簧,从而表明温度。

由于其宽温度范围,汞最广泛地使用热液体。也可以使用乙醇或甲苯。这些液体的热膨胀比汞的热膨胀大约六倍,并且从它们使用的那个角度都是有利的。汞填充压力温度计的温度限制约为-35至10000F。

好处

  1. 更大的敏感性
  2. 线性尺度形状
  3. 没有头部效果
  4. 没有气压效果

缺点

  1. 浸没效果
  2. 环境温度效应。

2.GAS膨胀温度计(气体温度计)

原则

它利用由温度变化引起的气体的扩展来操作压力弹簧并指示温度。最常用的气体是氮气。氢气和氦气也用作气体温度计的温度流体。有两种主要类型的气体温度计,一个在恒定体积处运行,另一个处于恒定压力。恒定量气体温度计更广泛使用。

它基于理想的气体方程:PV = RT,对于一个摩尔的理想气体;其中P,V和T是气体的压力,体积和温度,R是通用气体常数。

由于它以恒定量运行,因此可以写入:T或P1 / T1 = P2 /T2μp

其中P1和T1表示参考压力和温度,分别和P2和T2分别代表未知的压力和温度。如果可以使用压力计计算P2,则通过T2 = P2T1 / P1给出未知的温度T2。

在职的

一种简单的恒定体积气体温度计如图所示。

气体封闭在灯泡B中,并且通过汞柱的水平(H)差异记录的压力。r始终调整R的汞水平,使其与标记一致。然后通过P2 = P1 + H给出灯泡内的气体的压力,其中P1是大气压。通过使用不同的气体温度计,可以测量各种温度:

氢-200 oc至+ 500 oc

氮+500 oc至+ 1500 oc

氦-270 oc至+ 1500 oc

这些温度计可以非常精确,从0 oc到100 oc的0.005 oc,0.1 oc约500 oc,到2 oc内,在1500 oc。

好处

  1. 与液体相比,气体的膨胀系数非常大。因此,气体温度计敏感。
  2. 在类似条件下,所有气体的系数和膨胀速率都是相同的。
  3. 与气体的膨胀系数相比,温度计的灯泡材料的膨胀系数可忽略不计。
  4. 气体在宽范围的温度范围内均匀且定期地膨胀。
  5. 与液体相比,气体的热容量低。因此,即使可以准确地记录温度的小变化。
  6. 气体可以以纯形式获得。
  7. 气体温度计可在宽范围内使用。它们适合测量高温和低温。
  8. 用气体温度计测量的温度与热力学规模的温度同意。

缺点

  1. 气体温度计不适用于常规工作。它们很大而且繁琐。它们只能在一个位置使用。它们主要用于标准化和校准其他温度计。
  2. 环境温度效应
  3. 浸没效果

3. vapour - 驱动温度计

原则

它从部分填充灯泡的液体的蒸气压力操作。通过压力弹簧测量蒸汽压力,并且在温度方面校准仪器。

在职的

由于蒸汽压力仅取决于液体自由表面的温度,因此蒸汽致动温度计仅表示在自由表面处存在的温度。用于蒸汽驱动温度计的最常用的液体包括甲基氯,二氧化硫,乙醚,甲苯,丙烷,丁烷和己烷。其范围完全取决于灌装介质。然而,可以测量低至-500F和高达6000F的温度。

好处

  1. 低成本
  2. 易于维护
  3. 它不需要环境温度补偿。
  4. 良好的回应速度

缺点

  1. 尺度形状是非线性的
  2. 头部效果
  3. 气压效应

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