Մանոմետրիկ գազի ջերմաչափերը թույլ են տալիս չափել ջերմաստիճանը -150 -ից + 600 ° C- ից: Գազի ջերմաչափերում ազոտը օգտագործվում է որպես աշխատանքային նյութ: Beforeերմաչափի ամբողջ ջերմակարգը ազոտով լցնելուց առաջ ջերմակարգը և գազը պետք է լավ չորացնել: Այս ջերմաչափերի միացնող մազանոցի երկարությունը

Գազի մշտական ​​ծավալի դեպքում նրա ճնշման կախվածությունը ջերմաստիճանից որոշվում է արտահայտությամբ

որտեղ գազի ճնշումը ջերմաստիճանում գազի ճնշման ջերմային գործակիցն է (իդեալական գազի և ազոտի համար

Երբ ջերմաչափի ջերմաչափում գազի ջերմաստիճանը փոխվում է 4 -ից, գազի ճնշումը նույնպես կփոխվի `համաձայն արտահայտության

որտեղ է գազի ճնշումը ջերմաչափի սանդղակի սկզբին և ավարտին համապատասխանող ջերմաստիճանում:

Հավասարման աջ կողմում (3-2-2) արժեքը հանելով և ավելացնելով պարզ փոխակերպումներից հետո ստանում ենք.

Այս արտահայտությունից երևում է, որ գազի ջերմաչափի ջերմակարգում աշխատանքային ճնշման չափը ուղիղ համեմատական ​​է սկզբնական ճնշման արժեքին և սարքի չափման տիրույթին: Պետք է նշել, որ ջերմաչափի լամպի ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում ջերմակարգի ծավալը մեծանում է հիմնականում լամպի ընդլայնման և մանոմետրիկ աղբյուրի ներքին խոռոչի ծավալի ավելացման պատճառով: Գազի ջերմաստիճանի բարձրացումով և միևնույն ժամանակ դրա ճնշմամբ, տեղի է ունենում ջերմաչափից գազի մասնակի արտահոսք դեպի մազանոթ և մանոմետրիկ աղբյուր: Թերմոսխալում գազի ջերմաստիճանի նվազումով կլինի

տեղի է ունենում հակառակ գործընթացը: Արդյունքում, գազի ջերմաչափով ջերմաստիճանը չափելիս ջերմակարգում գազի ծավալի կայունությունը չի պահպանվում: Հետևաբար, ջերմային համակարգում գազի ճնշման և դրա ջերմաստիճանի միջև հարաբերությունը փոքր-ինչ շեղվում է գծայինից, իսկ ջերմային համակարգում գազի իրական ճնշումը ջերմաստիճանում կլինի ավելի փոքր, քան հաշվարկվում է բանաձևով (3-2-2): Այնուամենայնիվ, փոխհարաբերությունների այս ոչ գծային լինելը էական դեր չի խաղում, և գազի ջերմաչափի մասշտաբը պարզվում է, որ գործնականում միատեսակ է:

Աշխատանքային ճնշումը (3-2-3) բարձրացնելու համար գազի ջերմաչափի ջերմային համակարգը որոշակի նախնական ճնշման դեպքում լցվում է ազոտով ՝ կախված ջերմաստիճանի չափման տիրույթից [ճնշման սկզբնական չափման տիրույթով a չափման տիրույթով, ուստի. տատանումները մթնոլորտային ճնշումգազի ջերմաչափի ընթերցումների վրա չեն ազդում:

Գազի ջերմաչափի ընթերցումների փոփոխությունը նվազեցնելու համար, որը առաջացել է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի շեղումից, փոխանցման մեխանիզմի գավազանում տեղադրվում է թերմոբիմետալ փոխհատուցիչ (նկ. 3-2-1, ա և 3-2-3 ), և նրանք նաև ձգտում են նվազեցնել աղբյուրի և մազանոթի ներքին ծավալի հարաբերակցությունը ծավալային ջերմաչափի հետ: Դա ձեռք է բերվում լամպի ծավալը և, հետևաբար, չափը մեծացնելով: Օրինակ ՝ մազանոթային երկարությամբ 1.6 -ից մինչև ջերմաչափի լամպի մարմնի երկարությունը հավասար է a- ի, մազանոթ երկարությամբ մինչև Լամպի տրամագիծը երկու դեպքում էլ հավասար է մեծ չափսերլամպի գազի ջերմաչափերը չեն կարող օգտագործվել ամենուր:

Հեղուկ և գազային ջերմաչափեր:

Հեղուկ ջերմաչափը ջերմաստիճանի չափման սարք է, որի գործունեության սկզբունքը հիմնված է ջերմային ընդլայնումհեղուկներ: Հեղուկ ջերմաչափը վերաբերում է ուղղակի ընթերցման ջերմաչափերին:

Այն լայնորեն օգտագործվում է ինժեներական և լաբորատոր պրակտիկայում `ջերմաստիճանը –200 -ից 750 ° С միջակայքում չափելու համար: Հեղուկ ջերմաչափը թափանցիկ ապակե (հազվադեպ `քվարց) ջրամբար է, որի վրա եռակցված է մազանոթը (նույն նյութից պատրաստված):

° C- ի սանդղակը կիրառվում է անմիջապես հաստ պատերով մազանոթին (այսպես կոչված, ձողիկ հեղուկ ջերմաչափ) կամ դրան ամուր միացված ափսեի վրա (արտաքին սանդղակով հեղուկ ջերմաչափ, նկ. Ա): Հեղուկ ջերմաչափը ներկառուցված մասշտաբով (նկ. B) ունի արտաքին ապակու (քվարց) ծածկ: Thermերմաչափական հեղուկը լցնում է ամբողջ ջրամբարը եւ մազանոթի մի մասը: Կախված չափման տիրույթից, հեղուկ ջերմաչափը լցված է պենտանով (-200 -ից մինչև 20 ° C), էթիլային սպիրտով (-80 -ից մինչև 70 ° C), կերոսինով (-20 -ից մինչև 300 ° C), սնդիկով ( - - 35 -ից 750 ° C) և այլն:

Սնդիկի ամենատարածված հեղուկ ջերմաչափերը, քանի որ սնդիկը մնում է հեղուկ ջերմաստիճանում -38 -ից մինչև 356 ° C նորմալ ճնշման դեպքում և մինչև 750 ° C ճնշման փոքր աճով (որի համար մազանոթը լցված է ազոտով): Բացի այդ, սնդիկը հեշտությամբ մաքրվում է, չի թրջում ապակին, իսկ մազանոթում նրա գոլորշիները ցածր ճնշում են ստեղծում: Հեղուկ ջերմաչափերը պատրաստված են ապակու որոշակի տեսակներից և ենթարկվում են հատուկ ջերմամշակման («ծերացում») ՝ տեղաշարժը վերացնելու համար զրո կետսանդղակ `կապված ջերմաչափի տաքացման և հովացման բազմակի կրկնությունների հետ (ճշգրիտ չափումների համար պետք է մուտքագրվի զրոյական սանդղակի փոխհատուցման ուղղում): Հեղուկ ջերմաչափերն ունեն կշեռքներ տարբեր գներովբաժանումներ 10 -ից մինչև 0.01 ° C Հեղուկ ջերմաչափի ճշգրտությունը որոշվում է դրա մասշտաբների բաժանման արժեքով: Պահանջվող ճշգրտությունն ու հարմարավետությունն ապահովելու համար օգտագործվում են կրճատված մասշտաբով հեղուկ ջերմաչափեր. դրանցից առավել ճշգրիտը սանդղակի վրա ունեն 0 ° C կետ ՝ անկախ դրա վրա նշված ջերմաստիճանի միջակայքից: Չափման ճշգրտությունը կախված է չափվող միջավայրում հեղուկ ջերմաչափի ընկղմման խորությունից: Thermերմաչափը պետք է ընկղմվի սանդղակի հաշվիչ բաժնի կամ սանդղակի վրա հատուկ նշված գծի մեջ (հեղուկ պոչի ջերմաչափեր): Եթե ​​դա հնարավոր չէ, ուղղում է կատարվում դուրս ցցված սյունակի համար, որը կախված է չափված ջերմաստիճանից, դուրս ցցված սյունակի ջերմաստիճանից և դրա բարձրությունից: Հեղուկ ջերմաչափի հիմնական թերություններն են զգալի ջերմային իներցիան և չափերը, որոնք միշտ չէ, որ հարմար են աշխատանքի համար: Հատուկ նախագծերի հեղուկ ջերմաչափերը ներառում են օդերևութաբանական ջերմաչափեր (հատուկ նախագիծ, որը նախատեսված է հիմնականում օդերևութաբանական չափումների համար), մետաստատիկ (Բեքմանի ջերմաչափ, սնդիկի ջերմաչափ ՝ բույնավորված սանդղակով, որն օգտագործվում է փոքր ջերմաստիճանի տարբերությունները չափելու համար), բժշկական և այլն: կրճատված սանդղակ (34-42 ° С) և սանդղակի բաժանման արժեք `0.1 ° С: Նրանք գործում են առավելագույն ջերմաչափի սկզբունքով `մազանոթի սնդիկի սյունը տաքանալիս մնում է առավելագույն բարձրացման վրա և չի իջնում ​​մինչև ջերմաչափի ցնցումը:

Գազի ջերմաչափ.

Temperatureերմաստիճանը չափելու սարք, որի գործողությունը հիմնված է ջերմաստիճանից իդեալական գազի ճնշման կամ ծավալի կախվածության վրա: Ամենից հաճախ օգտագործվող մշտական ​​ծավալի գազի ջերմաչափ ( բրինձ.), որը գազով լցված բալոն է 1 մշտական ​​ծավալը ՝ միացված բարակ խողովակով 2 սարքով 3 ճնշումը չափելու համար: Նման գազի ջերմաչափում մխոցում գազի ջերմաստիճանի փոփոխությունը համաչափ է ճնշման փոփոխությանը: Գազի ջերմաչափերը չափում են ջերմաստիճանը ~ 2K- ից մինչև 1300 Կ. Գազի ջերմաչափի առավելագույն հասանելի ճշգրտությունը `կախված չափված ջերմաստիճանից 3 · 10 -3 -2 · 10 -2 կարկուտԱյս բարձր ճշգրտության գազի ջերմաչափը բարդ սարք է. դրա հետ ջերմաստիճանը չափելիս հաշվի առեք. սարքը լցնող գազի հատկությունների շեղումները իդեալական գազի հատկություններից. մխոցի ծավալի փոփոխություն ջերմաստիճանի փոփոխությամբ; գազի մեջ խառնուրդների առկայությունը, հատկապես խտացումը. սորբցիա (կլանում պինդկամ հեղուկ նյութից միջավայրը) և գազի արտամղումը գլանի պատերի կողմից. պատերի միջով գազի դիֆուզիոն (նյութի մասնիկների ջերմային տեղաշարժի պատճառով միմյանց հետ շփվող նյութերի փոխադարձ ներթափանցում), ինչպես նաև միացնող խողովակի երկայնքով ջերմաստիճանի բաշխում:

Երմային դիմադրություն:

Դիմադրության ջերմաչափերը (կոչվում են նաև RTD) ջերմաստիճանի չափման սարքեր են: Սարքի շահագործման սկզբունքը փոխելն է էլեկտրական դիմադրությունհամաձուլվածքներ, կիսահաղորդիչներ և մաքուր մետաղներ (այսինքն ՝ առանց կեղտերի) ջերմաստիճանով: Ometերմաչափի զգայուն տարրը ֆիլմից պատրաստված դիմադրություն է կամ մետաղական մետաղալարև ունենալով էլեկտրական դիմադրության կախվածություն ջերմաստիճանից: Հաղորդալարերը փաթաթված են քվարցից, միկայից կամ ճենապակուց պատրաստված կոշտ շրջանակի վրա և փակված են պաշտպանիչ մետաղի (ապակի, որձաքար) պատյանով: Ամենահայտնին պլատինե ռեզիստորներն են: Պլատինը դիմացկուն է օքսիդացման, բարձր տեխնոլոգիական, ունի բարձր ջերմաստիճանի գործակից... Երբեմն օգտագործվում են պղնձի կամ նիկելի ջերմաչափեր: Դիմադրության ջերմաչափերը սովորաբար օգտագործվում են ջերմաստիճանը մինուս 263 C- ից մինչև 1000 C միջակայքում չափելու համար, պղնձի դիմադրողական ջերմաչափերի դեպքում միջակայքը շատ ավելի փոքր է `միայն մինուս 50 -ից մինչև 180 C: ometերմաչափի նախագծման հիմնական պահանջն է որ այն պետք է լինի բավական զգայուն և կայուն. բավարար է չափման պահանջվող ճշգրտության համար `սահմանված համապատասխան ջերմաստիճանում` համապատասխան օգտագործման պայմաններում: Օգտագործման պայմանները կարող են լինել ինչպես բարենպաստ, այնպես էլ անբարենպաստ ՝ ագրեսիվ միջավայրեր, թրթռումներ և այլն: Սովորաբար, դիմադրողական ջերմաչափերն աշխատում են պոտենցիոմետրերի հետ միասին (դիմադրողական տարր, որի դիմադրության արժեքը փոխվում է մեխանիկորեն. EMF չափման սարք, փոխհատուցման մեթոդով լարման), ռադիոմետրեր (սարք, որը նախատեսված է երկու էլեկտրական մեծությունների հարաբերակցությունը չափելու համար), չափիչ կամուրջներ: Դիմադրության ջերմաչափի (չափման դիմադրություն) չափումների ճշգրտությունը մեծապես կախված է այդ սարքերի ճշգրտությունից: Դիմադրության ջերմաչափերը կարող են լինել տարբեր տեսակների ՝ մակերեսային, պտուտակավոր, խրոցակի, բայոնետի կամ միացնող լարեր: Liquidերմային դիմադրությունները կարող են օգտագործվել հեղուկ և գազային միջավայրում ջերմաստիճանը չափելու, կլիմայական, սառեցման և ջեռուցման սարքավորումների, վառարանների շինարարության, մեքենաշինության և այլն:

Թերմոկույգեր:

Thermocouple- ը ջերմաէլեմենտ է, որն օգտագործվում է չափիչ և փոխակերպող սարքերում: Դրա գործունեության սկզբունքը հիմնված է այն փաստի վրա, որ հաղորդիչների միջև շփումների տաքացում կամ հովացում, որոնք տարբերվում են քիմիական կամ ֆիզիկական հատկություններ, ուղեկցվում է ջերմաէլեկտրաշարժիչ ուժի (ջերմաէլեկտրական հզորություն) տեսքով: Թերմոկույգը բաղկացած է երկու մետաղից, որոնք եռակցված են մեկ ծայրում: Դրա այս հատվածը տեղադրված է այն վայրում, որտեղ չափվում է ջերմաստիճանը: Երկու ազատ ծայրերը միացված են չափիչ շղթային (միլիվոլտմետր): Ամենատարածված ջերմային զույգերն են պլատին-պլատին-ռոդիում (PP), քրոմել-ալյումին (HA), քրոմել-կոպել (HK) (կոպել-պղինձ-նիկելի համաձուլվածք ~ 43% Ni և ~ 0.5% Mn), երկաթի կայուն (LC ):

Rmերմային զույգերը օգտագործվում են ջերմաստիճանի տարբեր տիրույթներում: Այսպիսով, երկաթով պատված ոսկուց պատրաստված թերմոկույգը (2 -րդ ջերմաէլեկտրոդ ՝ պղինձ կամ քրոմել) ընդգրկում է 4-270 Կ սահմանը, պղինձը ՝ կայուն 70-800 Կ (կոնստանտանը Cu- ի վրա հիմնված ջերմակայուն խառնուրդ է (59%) ՝ հավելումով Ni (39 -41%) և Mn (1-2%)), քրոմել-կոպել 220-900 Կ, քրոմել-ալյումել 220-1400 Կ, պլատին-ռոդիում-պլատին 250-1900 Կ, վոլֆրամ-ռենիում 300-2800 K. դիրիժորները սովորաբար ընկած են 5-60 մՎ միջակայքում . Նրանց օգնությամբ ջերմաստիճանը որոշելու ճշգրտությունը, որպես կանոն, մի քանի K է, իսկ որոշ ջերմային զույգերի համար այն հասնում է ~ 0,01 K. Eds Կիսահաղորդչային ջերմազույգը կարող է մեծության կարգով ավելի բարձր լինել, սակայն նման ջերմաույգերը բնութագրվում են էական անկայունությամբ:

Թերմոկույգերն օգտագործվում են ջերմաստիճանի չափման սարքերում և տարբեր ավտոմատացված համակարգերկառավարում և վերահսկողություն: Էլեկտրական չափիչ սարքի (միլիվոլտմետր, պոտենցիոմետր) հետ համատեղ, ջերմատիպը կազմում է ջերմաէլեկտրական ջերմաչափ:

Չափիչ սարքը միացված է կամ ջերմաէլեկտրոդների ծայրերին (ջերմահաղորդիչ կազմող հաղորդիչ տարրերի կոնտակտներին (սովորաբար հանգույցներին)) ( բրինձ. , ա) կամ դրանցից մեկի բացը ( բրինձ. բ) . Measuringերմաստիճանը չափելիս հանգույցներից մեկը շոշափելիորեն ջերմակարգավորվում է (սովորաբար ՝ 273 Կ): Կախված դիզայնից և նպատակից, տարբերվում են ջերմազույգերը ՝ ընկղմված և մակերեսային; սովորական, պայթյունապաշտպան, խոնավությունից պաշտպանող կամ այլ պարիսպով (կնքված կամ չփակված), ինչպես նաև առանց պարիսպի. սովորական, թրթռումային և ցնցող ապացույց; ստացիոնար և շարժական և այլն:

Theերմաստիճանի առաստաղի բարձրացումով առաջանում է բարձր ջերմաստիճանների չափման խնդիր: Accurateշգրիտ չափումների համար պահանջվում է չափիչ գործիքների մանրակրկիտ ստանդարտացում, որն ապահովում է արդյունքների ճշգրտության գնահատումը և դրանց համադրելիությունը այլ հեղինակների տվյալների հետ: Ստանդարտացման համար օգտագործվում են հալման կետեր (սառեցման կետեր), եռման կետեր և որոշակի «տեղեկատու» նյութերի եռակի կետեր: Առաջնային հղման կետերը սահմանվում են 1968 թվականի Միջազգային գործնական ջերմաստիճանի սանդղակում (IPTS - 68):

Շատ բարձր ջերմաստիճանների համար (ավելի քան 3000 Կ) օգտագործվում են վոլֆրամի տարբեր համաձուլվածքներ: Վոլֆրամի ամենաօգտագործվող զույգը `3% ռենիումի ավելացումով - վոլֆրամ 25% ռենիումի ավելացումով` ջերմակայուն 40 մՎ -ով մոտ 2573 Կ. Սահմանափակող ջերմաստիճանում `մոլիբդեն -տանտալի համադրությունը ապահովում է սահմանափակող ջերմաստիճանմոտ 2800 Կ, և վոլֆրամ - վոլֆրամի ջերմաէջուկ ՝ 50% մոլիբդենի հավելումով, արդյունավետ է մինչև 3300 Կ, բայց ունի շատ ցածր ջերմաէներգիա (8.24 մՎ 3273 Կ – ում): Այս բոլոր ջերմազույգերը կարող են գործել միայն ջրածնի, մաքուր իներտ գազերի կամ վակուումի մեջ:

Դասախոսություն 3.

Օպտիկական պիրոմետրեր:

Շատի հետ բարձր ջերմաստիճանՕպտիկական պիրոմետրերով չափումները ամենահուսալի և հաճախ միակ հնարավոր մեթոդն են: Այս մեթոդը կիրառելի է նաև 1200 K- ից ցածր ջերմաստիճաններում, սակայն դրա օգտագործման հիմնական ոլորտը այս արժեքից բարձր ջերմաստիճանների չափումն է: Պիրոմետրի առավելություններն են չափումները ՝ առանց առարկայի հետ ֆիզիկական շփման և բարձր արագությամբ, թերությունները ՝ ճառագայթման հետ կապված խնդիրները. կամ նմուշի թողունակությունը պետք է հայտնի լինի ...

Պիրոմետրիան պահանջում է ճառագայթման հոսքի չափում, ինչը հնարավոր է կամ անհայտ հոսքի տեսողական համեմատությամբ `հայտնի բնութագրիչներով լամպի հոսքի հետ (տեսողական կամ սուբյեկտիվ պիրոմետրեր), կամ այդ նպատակով ֆիզիկական ընդունիչի օգտագործմամբ (ֆոտոէլեկտրական կամ օբյեկտիվ պիրոմետրեր):

Հաշվի առնելով ճառագայթման օրենքները ՝ պիրոմետրերը կարելի է բաժանել հետևյալ տեսակների.

1. Սպեկտրալ պիրոմետրեր, որոնք գործում են այնպիսի նեղ սպեկտրալ տիրույթում, որ արդյունավետ ալիքի երկարությունը գրեթե անկախ ջերմաստիճանից: Իմանալով սպեկտրալ արտանետումը, կարող եք հաշվարկել իրական ջերմաստիճանը: Քանի որ չափված ճառագայթումը հետևում է Պլանկի օրենքին, այս պիրոմետրերը կարող են չափագրվել մեկ ֆիքսված կետում:

Բրինձ 1. Տեսողական պայծառության պիրոմետր,

1 - ճառագայթման աղբյուր

2 - օպտիկական համակարգ, պիրոմետրային ոսպնյակ

3 - տեղեկատու շիկացման լամպ

4 - զտիչ `նեղ անցակետով

5 - ակնոց

6 - ջեռուցման հոսանքը կարգավորող ռեոստատ

7 – չափիչ սարք

Օրինակ է պայծառության պիրոմետրը, որն ապահովում է ջերմաստիճանի չափումների ամենաբարձր ճշգրտությունը 103-104 Կ տիրույթում `անհետացող թելերով ամենապարզ տեսողական պայծառության պիրոմետրում, ոսպնյակը հետազոտվող մարմնի պատկերը կենտրոնացնում է այն հարթության վրա, որում գտնվում է տեղեկատու շիկացման լամպի թել (ժապավեն): Աչքի և կարմիր ֆիլտրի միջոցով, որը թույլ է տալիս ընտրել նեղ սպեկտրալ շրջան ՝ ալիքի երկարության մոտ λe = 0.65 մկմ (արդյունավետ ալիքի երկարություն) , թելն ուսումնասիրվում է մարմնի պատկերի ֆոնի վրա և թելիկի հոսանքը փոխելով ՝ թելքի և մարմնի պայծառությունը հավասարվում է (թելն այս պահին դառնում է անտարբեր): Սարքի սանդղակը, որը գրանցում է շիկացման հոսանքը, սովորաբար ճշգրտվում է ° C կամ K ջերմաստիճանում, իսկ պայծառությունը հավասարեցնելու պահին սարքը ցույց է տալիս այսպես կոչված պայծառության ջերմաստիճանը ( Տբ) մարմին: Իրական մարմնի ջերմաստիճանը Տորոշվում է Կիրխհոֆի և Պլանկի ջերմային ճառագայթման օրենքների հիման վրա ՝ բանաձևի համաձայն.

T = T b C 2 /(C 2 +λ e αn, λ) , (1)

որտեղ Գ 2= 0,014388 մԿ , α λ, T- ը մարմնի կլանման գործակիցն է, λ e- ը `պիրոմետրի արդյունավետ ալիքի երկարությունը: Արդյունքի ճշգրտությունը առաջին հերթին կախված է չափման պայմանների ծանրությունից (α λ, T, λ եւ այլն): Այս առումով դիտարկվող մակերեսին տրվում է խոռոչի ձև: Գործիքային հիմնական սխալը պայմանավորված է ջերմաստիճանի լամպի անկայունությամբ: Նկատելի սխալ կարող է ներկայացվել նաև անհատական ​​բնութագրերըդիտորդի աչքերը:

2. Առավել զգայուն (բայց նաև ամենաքիչ ճշգրիտը) ճառագայթման պիրոմետրերն են կամ ընդհանուր ճառագայթման պիրոմետրերը ՝ գրանցելով մարմնի ընդհանուր ճառագայթումը: Ընդհանուր ճառագայթման պիրոմետրերն ընդգրկում են նմուշի արտանետվող ամբողջ արդյունավետ սպեկտրալ տիրույթը ՝ անկախ ալիքի երկարությունից: Չափված ճառագայթումը ենթարկվում է Ստեֆան-Բոլցմանի օրենքին [բացարձակապես սև մարմնի ճառագայթման օրենք. Բացարձակապես սև մարմնի ճառագայթման ուժը ուղիղ համեմատական ​​է մակերեսի մակերեսին և մարմնի ջերմաստիճանի չորրորդ հզորությանը P = ST 4] և իսկական ջերմաստիճանը կարելի է հաշվարկել ընդհանուր հարաբերակցությունընմուշի ճառագայթում: Radiationառագայթային պիրոմետրերի ոսպնյակը դիտարկված ճառագայթումը կենտրոնացնում է ընդունիչի վրա (սովորաբար ջերմային սյուն կամ բոլոմետր), որի ազդանշանը գրանցվում է բացարձակ սև մարմնի ճառագայթման դեմ չափված սարքով և ցույց է տալիս ճառագայթման ջերմաստիճանը T ռ... Իրական ջերմաստիճանը որոշվում է բանաձևով.

T = α t -1/4 * T r, (2)

որտեղ α T- ը մարմնի ընդհանուր կլանման գործակիցն է: Radառագայթային պիրոմետրերը կարող են չափել ջերմաստիճանը ՝ սկսած 200 ° C- ից: Արդյունաբերության մեջ պիրոմետրերը լայնորեն օգտագործվում են տարբեր տեխնոլոգիական գործընթացների ջերմաստիճանի պայմանների մոնիտորինգի և վերահսկման համակարգերում:

3. Սպեկտրալ գոտու պիրոմետրեր, որոնք գործում են ավելի լայն սպեկտրալ տիրույթում: Նրանք ունեն բարձր ջերմաստիճանից կախված արդյունավետ ալիքի երկարություն: Temperatureերմաստիճանի ուղղումները հնարավոր են միայն սպեկտրալ ճառագայթման փորձարարական կորի թվային ինտեգրման միջոցով:

4. Երկու գույնի (գույնի կամ հարաբերակցության) պիրոմետրեր: Սրանք սպեկտրային կամ սպեկտրալ գոտու պիրոմետրեր են, որոնք օգտագործում են չափված ճառագայթման հարաբերակցությունը երկու տարբեր սպեկտրալ շերտերում `ջերմաստիճանը որոշելու համար: Նեղ սպեկտրալ գոտիների դեպքում ջերմաստիճանի ուղղումները կարող են հաշվարկվել երկու արդյունավետ ալիքների երկարությունների սպեկտրալ արտանետումների հարաբերակցությունից: Այս պիրոմետրերը որոշում են պայծառության հարաբերակցությունը, սովորաբար սպեկտրի կապույտ և կարմիր շրջաններում: բ 1 (λ1, Տ) / բ 2 (λ2, Տ) (օրինակ ՝ ալիքների երկարությունների համար λ1 = 0.48 մկմ և λ2 = 0.60 միկրոն). Սարքի սանդղակը ճշգրտված է ° C- ով և ցույց է տալիս գույնի ջերմաստիճանը Tc: Իսկական ջերմաստիճան Տմարմինը որոշվում է բանաձևով

(3)

Գունավոր պիրոմետրերն ավելի քիչ ճշգրիտ, ավելի քիչ զգայուն և ավելի բարդ են, քան լուսավորությունը; կիրառվում է նույն ջերմաստիճանի տիրույթում:

Գունավոր պիրոմետրերի զգայունությունը 1300 -ից 4000 Կ միջակայքում 2 -ից 10 Կ է: Եթե կա ճառագայթման ուժեղ կլանում, գունավոր պիրոմետրերը գերազանցում են բոլոր այլ տեսակի պիրոմետրերին: Այնուամենայնիվ, երկուսի համար հավասար թողունակության ենթադրությունը տարբեր երկարություններալիքները շատ հաճախ իրականությանը չեն համապատասխանում:

Ժամը օպտիմալ պայմաններփորձարկմամբ, ստանդարտ պիրոմետրով ապահովված ճշգրտությունը 0,04 Կ է 1230 Կ և 2 Կ 3800 Կ -ում: Ակնհայտ է, որ նման ճշգրտության չի կարելի հասնել սովորական հետազոտություններում: Պիրոմետրերի չափման վերին սահմանը կարող է բարձրացվել `օգտագործելով ND զտիչներ: Գրականությունը նկարագրում է ճշգրիտ գործիք, որը կարող է չափել մինչև 10 000 Կ ջերմաստիճան:

Նմուշից և լամպից ճառագայթման հոսքերը համեմատելու համար մարդու աչքի փոխարեն կարող է օգտագործվել ֆիզիկական ընդունիչ (տվիչ): Սա մեծացնում է չափումների արագությունն ու ճշգրտությունը, ինչպես նաև ընդլայնում դրանց տիրույթը ավելիի ուղղությամբ ցածր ջերմաստիճանինֆրակարմիր ճառագայթման նկատմամբ սենսորի զգայունության պատճառով:

Շատ ճշգրիտ սպեկտրալ պիրոմետրը սարք է, որը հիմնված է ֆոտոնների հաշվարկման սկզբունքի վրա: Այն ապահովում է չափումներ 1400-ից 2200 Կ միջակայքում `համապատասխանաբար 0.5-ից 1.0 Կ ճշգրտությամբ` IPTS-68- ի պահանջներին համապատասխան: Պիրոմետրերի մեծ մասում անհայտ (չափված) ճառագայթման հոսքը համեմատվում է լամպի ճառագայթման հոսքի հետ, և չափման ճշգրտությունը կախված է լամպի բնութագրերից, իսկ սխալների հիմնական աղբյուրը դրա ճառագայթման պարամետրերի տեղաշարժն է: Ֆոտոն հաշվիչ պիրոմետրում նմուշի հոսքը չափվում է ուղղակիորեն և ճշգրտման համար պահանջվում է միայն մեկ ֆիքսված կետ (ոսկու հալման կետ) և ճառագայթման կարգավորելի, բայց ոչ չափագրված աղբյուր:

Կան նաև մի շարք ոչ սովորական չափման մեթոդներ, որոնք օգտագործվում են այն դեպքում, երբ սովորական մեթոդները չեն կարող կիրառվել կամ սխալները չափազանց մեծ են: Այս օգտագործումը ջերմաստիճանի կախվածությունգծի ընդլայնում արտանետողի և ներծծողի մեջ (ջերմաստիճանի վերին սահմանը ընդամենը 1300 Կ է): Այն նաև աղմուկի ջերմաչափ է ՝ հիմնված ջերմաստիճանից էլեկտրական դիմադրության աղմուկի լարման կախվածության վրա (գործնական սահմանը ՝ 1800 Կ): Այս տեսակի ջերմաչափերը հաջողությամբ օգտագործվում են կրիոգեն ջերմաստիճանը չափելու համար: Չափման ճշգրտությունը 1 Կ է, իսկ 300 -ից 1300 Կ միջակայքում լավագույն արդյունքը նույնիսկ ± 0.1 Կ է: Սրանք նաև ակուստիկ կամ ուլտրաձայնային ջերմաչափեր են, որոնք օգտագործում են ձայնի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից:

Հետաքրքիր է անուղղակի ճանապարհջերմաստիճանի չափումը հիմնված է համապատասխան ջերմաչափի ջեռուցման կորի որոշման վրա որոշակի ժամանակառանց վերջնական հավասարակշռության ջերմաստիճանի հասնելու անհրաժեշտության, որը կարող է անընդունելի լինել տվյալ ջերմաչափի համար:

Thermերմաչափն է հատուկ սարք, որը նախատեսված է որոշակի միջավայրի ներկայիս ջերմաստիճանը չափելու համար:

Կախված տեսակից և դիզայնից, այն թույլ է տալիս որոշել ջերմաստիճանի ռեժիմօդը, մարդու մարմինը, հողը, ջուրը և այլն:

Modernամանակակից ջերմաչափերը դասակարգվում են մի քանի տեսակի. Սարքերի ավարտումը, կախված կիրառման շրջանակից, ունի հետևյալ տեսքը.

• տնային տնտեսություն;
• տեխնիկական;
• հետազոտություն;
• օդերևութաբանական և այլն:

Նաև ջերմաչափերն են.

• մեխանիկական;
• հեղուկ;
• էլեկտրոնային;
• ջերմաէլեկտրական;
• ինֆրակարմիր;
• գազ

Այս սարքերից յուրաքանչյուրն ունի իր դիզայնը, տարբերվում է աշխատանքի սկզբունքով և կիրառման դաշտով:

Գործողության սկզբունքը

Հեղուկ ջերմաչափ

Հեղուկ ջերմաչափը հիմնված է այնպիսի ազդեցության վրա, որը հայտնի է որպես ջեռուցման ժամանակ հեղուկ միջավայրի ընդլայնում: Ամենից հաճախ նման սարքերն օգտագործում են սպիրտ կամ սնդիկ: Թեև վերջինս համակարգված կերպով լքված է ՝ հաշվի առնելով այս նյութի թունավորության բարձրացումը: Բայց դեռ, այս գործընթացըուստի այն ամբողջովին ավարտված չէ, քանի որ սնդիկը ապահովում է չափման լավագույն ճշգրտությունը ՝ ընդլայնվելով գծային սկզբունքի համաձայն:

Օդերևութաբանության մեջ ալկոհոլով լցված գործիքներն ավելի հաճախ են օգտագործվում: Սա բացատրվում է սնդիկի հատկություններով. +38 աստիճան և ավելի բարձր ջերմաստիճանում այն ​​սկսում է թանձրանալ: Իր հերթին, ալկոհոլային ջերմաչափերը թույլ են տալիս գնահատել մինչև 600 աստիճան տաքացված որոշակի միջավայրի ջերմաստիճանային ռեժիմը: Չափման սխալը չի ​​գերազանցում մեկ աստիճանի կոտորակը:

Մեխանիկական ջերմաչափ

Մեխանիկական ջերմաչափերը երկմետաղային կամ դելատոմետրիկ են (ձող, ձող): Նման սարքերի շահագործման սկզբունքը հիմնված է ջեռուցման ժամանակ մետաղական մարմինների ընդլայնման ունակության վրա: Նրանք տարբերվում են բարձր հուսալիությունև ճշգրտություն: Մեխանիկական ջերմաչափերի արտադրության արժեքը համեմատաբար ցածր է:

Այս սարքերը հիմնականում օգտագործվում են հատուկ սարքավորումների մեջ `ահազանգեր, ջերմաստիճանի ավտոմատ կառավարման համակարգեր:

Գազի ջերմաչափ

Ometերմաչափի շահագործման սկզբունքը հիմնված է նույն հատկությունների վրա, ինչ վերը նկարագրված սարքերը: Բացառությամբ, որ այս դեպքում օգտագործվում է իներտ գազ: Իրականում նման ջերմաչափը մանոմետրի անալոգ է, որն օգտագործվում է ճնշումը չափելու համար: Գազի սարքավորումներօգտագործվում է բարձր և ցածր ջերմաստիճանի կրիչներ չափելու համար (միջակայքը -271 - +1000 աստիճան): Նրանք ապահովում են համեմատաբար ցածր ճշգրտություն, այդ իսկ պատճառով լքված են լաբորատոր չափումների համար:

Թվային ջերմաչափ

Այն կոչվում է նաև դիմադրության ջերմաչափ: Այս սարքի շահագործման սկզբունքը հիմնված է սարքի կառուցվածքում կառուցված կիսահաղորդիչի հատկությունների փոփոխության վրա, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում կամ նվազում է: Երկու ցուցանիշների հարաբերությունները գծային են: Այսինքն, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, կիսահաղորդիչների դիմադրությունը մեծանում է, և հակառակը: Վերջինիս մակարդակը ուղղակիորեն կախված է սարքի արտադրության մեջ օգտագործվող մետաղի տեսակից. Պլատինը «աշխատում է» -200 - +750 աստիճան ջերմաստիճանում, պղինձ `-50 - +180 աստիճանի դեպքում: Էլեկտրական ջերմաչափերը հազվադեպ են օգտագործվում, քանի որ արտադրության ընթացքում սանդղակի ճշգրտումը շատ դժվար է:

Ինֆրակարմիր ջերմաչափ

Նաեւ հայտնի է որպես պիրոմետր: Նա է ոչ կոնտակտային սարք... Պիրոմետրը գործում է -100 -ից +1000 աստիճանի ջերմաստիճաններով: Նրա գործունեության սկզբունքը հիմնված է որոշակի օբյեկտի արտանետվող էներգիայի բացարձակ արժեքի չափման վրա: Առավելագույն տիրույթը, որի միջոցով ջերմաչափը կարող է գնահատել ջերմաստիճանի ցուցանիշները, կախված է դրա օպտիկական թույլատրելիությունից, դիտող սարքի տեսակից և այլ պարամետրերից: Պիրոմետրերը բնութագրվում են անվտանգության և չափման ճշգրտության բարձրացմամբ:

Rmերմաէլեկտրական ջերմաչափ

Thermերմաէլեկտրական ջերմաչափի գործողությունը հիմնված է Seebeck էֆեկտի վրա, որի միջոցով պոտենցիալ տարբերությունը գնահատվում է երկու կիսահաղորդիչների շփման ժամանակ, որի արդյունքում էլեկտրաէներգիա... Չափումների ջերմաստիճանի միջակայքը -100 - +2000 աստիճան է: