Як працює біметалічний термометр?

Витоки деяких галузей науки відстежити практично неможливо. Як, наприклад, можна визначити: хто був першим астрономом або математиком. До таких областей людського знання можна віднести імовірно і метеорологію. Погода не могла не цікавити людину, тим більше в допотопні часи, коли він був набагато менш захищений від природних катаклізмів. Однією з базових характеристик погоди є температура.

Для чого вимірюють температуру?

Ми звикли вимірювати температуру як всередині житла так і на вулиці, звично дивимося на градусник за вікном вранці перш ніж вийти з дому, піклуючись питанням про те, надягати чи шарф і рукавички. Спиртовий, ртутний, біметалічний термометр за вікном - звична картина для більшості громадян. Без вимірювання температури тіла не обходиться практично не одне медичне обстеження.

Але метеорологів величина температури повітря цікавить не тільки з точки зору впливу на наші шкірні покриви. Від того, наскільки прогріті ті чи інші шари атмосфери, залежить утворення повітряних потоків, вітрів, які і формують погоду континентів.

Вимірювання температури в виробництві - взагалі окрема тема. Такі процеси як крекінг, полімеризація, кристалізація і тисячі інших хімічних і фізичних явищ, які використовуються на заводах і фабриках, протікають при чітко заданих температурі і тиску. Причому іноді потрібна точність в десяті частки градуса. І в цьому випадку традиційні термометри, які використовують ефект розширення тіл при нагріванні, застосовувати досить складно. Особливо це стає актуальним при роботі в наднизьких температурах, коли більшість рідин втрачають плинність. І тут часто приходить на виручку термометр біметалічний - ТБ, як прийнято писати скорочено.

Як вчилися вимірювати температуру?

Винахідник термометра достовірно невідомий. Деякі дослідники приписують цю заслугу великому Галілео. Прилад для вимірювання температури, створений ним, використовував стиснення-розширення повітря. Навіть шкали прилад (називали його термоскоп) не мав. З його допомогою, спостерігаючи за рухом кордону виштовхується повітрям рідини, можна було лише визначити: зростає температура або падає. Точність такого приладу залишала, м`яко кажучи, бажати кращого: на його роботу істотно впливало атмосферний тиск, до того ж межа води і повітря, як насичення повітря водяними парами, так і розчинення повітря в воді, постійно «збивали» настройку.

Пізніше в якості робочого тіла стали використовувати рідини зі значним коефіцієнтом температурного розширення. Термометри стали значно точніше, розміри конструкції зменшилися до прийнятних і прилад цей потихеньку почав ставати масовим.

В якості робочих рідин в таких термометрах застосовують ртуть, різні спирти і навіть гас.

Іншими більш сучасними і прогресивними методами вимірювання температури є способи, засновані на електриці. Відомо, що всі проводять електричний струм матеріали змінюють опір в залежності від температури. Спайка деяких різних металів при нагріванні (термоелектрична пара) виробляє електричний струм. Ці та інші фізико-хімічні явища лягли в основу засобів для вимірювання температури.

біметалічні кошти

Біметалічний термометр як і рідинної використовує ефект розширення тіл при нагріванні. Тільки в якість робочого тіла використовуються не рідини або гази, а тверді предмети.

Розглянемо його принцип дії. Візьмемо дві пластини з різних матеріалів з різними коефіцієнтами температурного розширення.

При температурі Т1 розміри пластин дорівнюватимуть. Але при підвищенні температури (до Т2) очевидно, що той виріб, який зроблено з матеріалу з великим коефіцієнтом розширення, і збільшиться більше. Це в разі, якщо обидві пластини самі по собі. Але варто ці дві пластини з`єднати (клепка, пайка, гаряче пресування і т.д.), як картина зміниться.

Різна величина спаяних між собою пластин ( a lt; b) змусить всю конструкцію зігнутися. Причому опуклість з`явиться з боку матеріалу з великим коефіцієнтом розширення. Використовуючи цей нехитрий ефект і працює біметалічний термометр. Величина вигину показує температуру навколишнього середовища. У різних конструкціях відрізняються лише способи вимірювання цього вигину.

переваги

Які якості відрізняють біметалічний термометр від побратимів?

- Рідина, що знаходиться в скляній посудині, сама по собі становить небезпеку, особливо якщо це ртуть, очевидно, що биметаллическая конструкція позбавлена цього недоліку.

- Ще така система не потребує як термоелектричні термометри в електроживленні і додатковому устаткуванні, що робить її мобільніше і зручніше у використанні.

- Розширення рідин під дією температури відбувається нерівномірно, тому й свідчення їх не завжди коректні, подібним недоліком не страждає біметалічний термометр радіальний.

У його конструкції використовується пластина, закручена в спіраль. За рахунок великої довжини робочого тіла вимірювання температури відбувається дуже точно.

вироби WIKA

Німецька компанія Wika - визнаний лідер в області виробництва приладів для вимірювання температури і тиску. Фахівці компанії не випадково звернули увагу на ефект зміни геометрії біметалевих пластин. Потрібно сказати, що у виготовленні таких засобів вимірювання температури фірма досягла досконалості. Термометр біметалічний Wika випускається як в побутовому виконанні, так і в спеціальних варіантах. Основні споживачі продукції Wika - фірми, що займаються тепловими мережами та котельним обладнанням.

Завдяки використанню у виробництві передових технічних рішень, ретельному вибору найякісніших матеріалів продукція Wika з успіхом продається в більш ніж ста країнах світу.