Різні види термометрів: критерії вибору термометрів для конкретних завдань

Термометри - це дивовижні пристрої, що дозволяють точно вимірювати температуру повітря, води, ґрунту та інших об'єктів. Але який термометр краще вибрати і для яких цілей? Давайте розберемося!

Історія створення термометра

Перший термометр, так званий "термоскоп", був винайдений в 1597 великий італійським вченим Галілео Галілеєм. То була скляна колба з трубкою, наповнена повітрям. При нагріванні повітря в колбі розширювалося, а при охолодженні - стискалося. Рівень води у трубці при цьому піднімався чи опускався.

Проте термоскоп Галілея мав істотний недолік: його показання залежали не лише від температури, а й від атмосферного тиску. Тому в 1654 за вказівкою великого герцога Тоскани Фердинандо II в термометр почали заливати вино замість повітря. Ця ідея дозволила зробити показання термометра незалежними від тиску.

В 1714 німецький фізик Даніель Габріель Фаренгейт удосконалив ртутний термометр і ввів шкалу, що носить його ім'я. При 0° за Фаренгейтом замерзає суміш льоду, води та нашатирю.

А 1742 року шведський астроном Андерс Цельсій запропонував стоградусну шкалу, де 0° – температура замерзання води, а 100° – температура її кипіння. Ця шкала набула широкого поширення в науці та техніці.

Принцип роботи термометрів

В основі роботи будь-якого термометра лежить температурна залежність будь-якої фізичної властивості.

Наприклад, при нагріванні об'єм рідин і газів збільшується, а твердих тіл - розширюється. Ця властивість використовується в рідинних та газових термометрах.У механічних термометрах застосовують біметалічний ефект – вигин двох спаяних металевих пластин з різними температурними коефіцієнтами розширення.

Крім того, при нагріванні змінюється електричний опір металів та напівпровідників. Ця властивість використовується в електричних термометрах. На оптичних термометрах вимірюється інтенсивність інфрачервоного випромінювання, джерелом якого є нагріті тіла.

Рідинні термометри

Рідинні термометри відносяться до найпоширеніших. Їх принцип дії ґрунтується на тепловому розширенні рідини, укладеної в скляній колбі з капілярною трубкою. При нагріванні рідина розширюється і піднімається вгору трубкою, при охолодженні - опускається. За шкалою з поділками, нанесеною на трубку, відраховують температуру.

Як рідина-наповнювач найчастіше використовують ртуть або термометричні спирти. Ртуть забезпечує високу чутливість та відтворюваність, але токсична. Спирт безпечний, проте його показання менш стабільні.

Рідинні термометри прості та надійні. Їх використовують для вимірювання температури повітря та води, у метеорології, медицині, промисловості.

Механічні термометри

У цих термометрах як чутливий елемент використовується біметалічна пластина або спіраль, що складається з двох спаяних металів з різними температурними коефіцієнтами розширення (міді та заліза, нікелю та сталі).

При нагріванні пластина гнеться через нерівномірне розширення металів, а спіраль скручується або розкручується. Це спричиняє поворот стрілки термометра. Діапазон вимірюваних температур – від -50 до +600 °C.

Механічні термометри прості у користуванні, довговічні та надійні.Їх широко використовують у автомобільній техніці, у промислових печах, холодильниках та системах вентиляції.

Газові термометри

Газові термометри ґрунтуються на залежності тиску газу від температури в замкнутій посудині. Робочою речовиною найчастіше є інертні гази - аргон, гелій або азот. При нагріванні газ розширюється, тиск підвищується та передається на датчик тиску.

Завдяки високій чутливості газові термометри забезпечують дуже точні вимірювання в широкому діапазоні температур. Їх використовують як еталонні прилади у метрології та наукових дослідженнях.

Термометри опору

Термометри опору засновані на температурній залежності електричного опору металів та напівпровідників. Як чутливий елемент застосовують тонкий платиновий або мідний дріт, намотаний на каркас.

По зміні опору датчика судять про температуру об'єкта. Термометри опору відрізняються високою точністю та використовуються у вимірювальних приладах та автоматичних системах управління.

Термоелектричні термометри

У цих термометрах, також званих термопарами, для вимірювання температури використовується термоелектричний ефект - виникнення електрорушійної сили (ЕРС) в замкнутому електричному ланцюзі, що складається з двох різнорідних провідників, контакти між якими знаходяться при різних температурах.

Величина та напрямок термо-ЕРС залежать від різниці температур контактів та від роду провідників. На цьому принципі працюють термопари – надійні та універсальні датчики для вимірювання температури.

Оптичні (пірометричні) термометри

Це безконтактні прилади для дистанційного вимірювання температури власного теплового випромінювання об'єктів. Вони називаються пірометрами чи інфрачервоними термометрами.

Пірометри дозволяють вимірювати дуже високі температури металів, що плавляться, нагрітих до високих температур виробів у промислових печах. Їх також використовують для безконтактного вимірювання температури тіла з медичною метою.

Критерії вибору термометра

При виборі термометра для конкретних цілей потрібно враховувати такі критерії, як діапазон температур, що вимірюваються, похибка, час вимірювання, умови експлуатації.

Для точних наукових праць найкраще підійдуть еталонні газові термометри або термометри опору. У побуті та промисловості частіше застосовують прості та надійні рідинні чи біметалічні термометри.

Термопари

Термопари є одним із найпоширеніших видів термоелектричних термометрів. Вони складаються з двох провідників з різних металів, кінці яких скручені чи спаяні. Це утворює контрольну точку, яка підтримується за постійної температури.

Інші кінці термопари поміщають у середовище, що вимірюється. При різниці температур виникає термоелектрорушійна сила, яка залежить від цієї різниці. Вимірюючи напругу між кінцями термопари можна визначити температуру.

Види термопар та їх застосування

Існує кілька видів термопар, що відрізняються використовуваними матеріалами:

• Хромель-копелева (тип K) - для вимірювання в діапазоні від -200 до +1350 °C.
• Хромель-алюмелева (тип E) – від -200 до +900 °C.
• Залізо-константанова (тип J) – від -200 до +750 °C.

Термопари широко використовуються для вимірювання температури у промислових печах, сушарках, котлах та іншому технологічному обладнанні. Їх також застосовують у приладах для експрес-діагностики автомобілів.

Безконтактні інфрачервоні термометри

Ці прилади працюють за принципом реєстрації власного інфрачервоного випромінювання об'єктів і потребують фізичного контакту із нею. Тому часто називають пірометрами.

Інфрачервоні термометри дозволяють безпечно вимірювати температуру електричних, що рухаються під напругою або сильно нагрітих об'єктів на відстані. Вони також використовуються для безконтактних медичних вимірювань.

Види інфрачервоних термометрів

Існує кілька видів приладів, що відрізняються способом вимірювання:

Крім того, інфрачервоні термометри розрізняють по діапазону вимірюваних температур та класу точності.

Застосування термометрів

Термометри різних видів використовуються для вимірювання температури в найрізноманітніших областях:

• Наукові дослідження
• Медицина та ветеринарія
• Метеорологія
• Харчова промисловість
• Енергетика
• Автомобілебудування
• Побутова техніка та "розумний дім"

Правильний підбір термометра дозволяє отримувати точні дані про температуру на вирішення конкретних практичних завдань.

Термометри: види, застосування, опис

Ідея створення термометра зародилася у бунтарському мозку Галілео Галілея. 1597 року, як засвідчили його учні, він створив термоскоп — прообраз сучасного термометра. Подумати тільки, як давно це було! І все ж таки дивує інше: як людство обходилося без таких важливих приладів раніше? Медицина, наука, промисловість та без них.Навіть уявити зараз таке страшно! Наскільки спрощують ці прилади наше життя і все ж таки, в сучасному світі вимірювань температур гостро стоїть нова проблема: як вибрати з величезної різноманітності термометрів найбільш підходящий?

Ми багато років продаємо термометри технічні, спеціальні, промислові, метеорологічні, лабораторні. Термометри для сільського господарства та інкубаторів або випробування нафтопродуктів. Найрізноманітніші і в більшості кращі — прислухайтеся до нашої думки, ми зможемо вам допомогти.

Медичні термометри: вибирайте зі знанням справи!

Найвідоміший термометр, мабуть, медичний. Кожен знайомий з ним з дитинства, а ось вибрати оптимальний у безкрайньому морі сучасного асортименту буває непросто.

З одного боку, традиційний ртутний ще довго не піде з нашого побуту, хоча в Європі він більше і не використовується через високу ймовірність пошкодження скла та забруднення навколишнього середовища ртуттю. Чому у нас він, як і раніше, популярний? По-перше, найнижча ціна. По-друге, йому не потрібне джерело живлення і з ладу він виходить лише у разі механічного пошкодження, тобто йому можна довіряти. Додатковими плюсами можна вважати точність вимірювань (похибка не більше 0,1 градуса), простота дезінфекції, адже він скляний, а скло стійке до найагресивніших хімічних засобів.

Електронний термометр або цифровий порівняно недавно увійшов у наше життя і за цей короткий час став практично незамінним. Принцип його дії – вимірювання температури тіла за допомогою вбудованого в нього спеціального чутливого датчика. Результат вимірювання відображається на дисплеї у цифровому вигляді.У ряді моделей є додаткові функції: пам'ять останніх вимірювань, звукові сигнали закінчення вимірювання, змінні наконечники. До безперечних плюсів цього виду термометрів звичайно ж відноситься безпека та простота читання результатів (якщо прилад з підсвічуванням, то можна дізнатися результат навіть у темряві). Крім того, шкала вимірів змінна: «Цельсій-Фарентейт». Приваблює також короткий час виміру. Є моделі для дітей. Вони мають яскраві кольори, різну форму (особливо зручні у вигляді сосків). Найголовніше, дитячі термометри мають гнучкі, малотравматичні, наконечники.

Інфрачервоний медичний термометр має вимірювальний елемент, що знімає показники інфрачервоного випромінювання людського тіла. Перевага цього приладу в порівнянні з електронним є ще меншим часом вимірювання (від 5 секунд). Є безконтактний варіант приладу, що дозволяє вимірювати температуру навіть у дітей, що плачуть, або сплячих пацієнтів. Наконечники змінні, що дозволяють вирішити такі важливі питання дезінфекції та гігієни.

Технічні термометри

Ці прилади використовуються на підприємствах, як сільського господарства, так і хімічної, нафтохімічної, гірничо-металургійної промисловості, а також у машинобудуванні та у житлово-комунальному господарстві, транспорті та будівництві, словом, практично у всіх життєвих сферах.

Технічний термометр є скляну циліндричну за формою трубку, в яку вкладена шкальна пластина або скляна, молочного кольору або картонна. Нижня частина таких термометрів буває прямою або кутовою (під кутом 90 градусів).

Прилад із прямою нижньою частиною позначається у номенклатурі як ТТП (термометр технічний прямий).Кутові термометри, відповідно, мають нижню кутову частину і називаються ТТУ (термометр технічний кутовий).

Прямим призначенням технічних термометрів є вимірювання температури рідин чи газів. Їх широко застосовують для вимірювань у судинах та трубопроводах. Температурний діапазон може коливатися від -35 до +600 градусів за Цельсієм. Термометри монтують у трубопроводи та на резервуари, а також установки та машини хімічної чи харчової промисловостей та в інших галузях.

Запланувавши купити технічний термометр, необхідно перш за все ознайомитися з технічними характеристиками та вибрати серед різноманітності моделей, що оптимально підходить для ваших потреб.

Існує кілька видів технічних термометрів:

1. термометр технічний рідинний ТТЖ-М;
2. термометр біметалічний ТБ, ТБТ, ТБІ;
3. термометр сільськогосподарський ТС-7-М1;
4. максимальний термометр СП-83 М;
5. термометр для спецкамер (низькоградусний) СП-100;
6. термометр спеціальний вібростійкий СП-В;
7. термометри ртутні електроконтактні типу ТПК;
8. термометри лабораторні ТЛЗ;
9. термометр для нафтопродуктів ТН;
10. термометр для випробувань нафтопродуктів типів ТІН1, ТІН2, ТІН3, ТІН4.

Принцип дії всіх рідинних термометрів ґрунтується на динамічній зміні обсягу залитої в нього рідини. Зазвичай це чи спирт (спиртовий), чи ртуть (ртутний). Однак існують інші термометричні рідини, наприклад, петролейний ефір для низькоградусних приладів.

Рідкісні термометри широко використовуються при зміні температури навколишнього середовища - метеорологічні термометри.На відміну від побутових термометрів прилади, що використовуються на метеостанціях, повинні бути набагато точнішими, а значить, до їх виготовлення пред'являються набагато жорсткіші вимоги. Крім рідинних у метеорології широко застосовуються термометри опору, біметалічні, термоелектричні, транзисторні, радіаційні та багато інших.

Ви розумієте, що в цій статті немає можливості розповісти про всі тонкощі оптимального вибору. Але, якщо ви зв'яжетесь з нами, наші консультанти зможуть вам пояснити особливості роботи, плюси та мінуси кожної моделі, яка потрібна саме вам саме зараз. Так, найголовніше забули сказати, ми пропонуємо лише прилади високої якості та за низькою ціною!