Termometry cieczowe
Wiadomości ogólne.
Termometry cieczowe wykorzystują zależność zmiany objętości cieczy termometrycznej od zmian temperatury. Termometr składa się ze zbiorniczka wypełnionego cieczą termometryczną, stanowiącego czujnik termometru i połączonej z nim rurki kapilarnej zaopatrzonej w podziałkę.
Jako ciecz termometryczna wcześniej stosowana była przede wszystkim rtęć, a obecnie wyłącznie ciecze organiczne. Ciecze organiczne powodują zwilżanie szkła, wymagają barwienia, a termometry wypełnione tymi cieczami są mniej dokładne.
Termometry cieczowe dzielą się na pałeczkowe (bagietkowe) i rurkowe.
Termometry pałeczkowe są wykonane z pręta szklanego o średnicy (4÷8) mm z osiowo umieszczonym kanałem kapilary. Podziałka jest wytrawiona na powierzchni pręta. Dla poprawienia widoczności za kapilarą znajduje się nieprzezroczysta warstwa białej emalii.
Niedokładność wykonania skali, zmienność średnicy kapilary, histereza cieplna szkła, a przede wszystkim inna niż w warunkach wzorcowania temperatura otoczenia wystającego słupka rtęci, są źródłem błędów termometrów szklanych. Dlatego dla termometrów szklanych niedokładność określa się dla całego zakresu jako bezwzględną wartość, a niejako klasę dokładności, np. dla termometru o zakresie (200÷400)°C przy czułości 2 K na działkę, błąd wskazań nie powinien przekraczać ±4 K. Jeżeli w czasie wykonywania pomiaru część słupka cieczy znajduje się w innej temperaturze niż przy wzorcowaniu, np. przy pomiarze temperatury pary przegrzanej,
to do wskazań termometru należy dodać poprawkę:
∆ t = βp * n * (tw - ts)
gdzie: βp - pozorny cieplny współczynnik rozszerzalności (tabela poniżej)
n - długość wystającego słupka cieczy termometrycznej wyrażona w stopniach
podziałki termometru,
tw - wskazanie termometru,
ts - średnia temperatura wystającego słupka cieczy termometrycznej podczas
pomiaru, którą należy wyznaczyć dodatkowym termometrem.
Zaletami termometrów cieczowych są: prosta budowa, łatwe wykonanie pomiarów, szeroki zakres pomiarowy i dość duża dokładność. Wadami są: brak możliwości zdalnego przekazywania i rejestracji wskazań, możliwość stłuczenia, stosunkowo duża bezwładność cieplna utrudniająca pomiar temperatur szybkozmiennych, trudności wykonania pomiarów o wysokiej dokładności oraz duże wymiary.
Termometry cieczowe często ulegają pozornemu uszkodzeniu w transporcie.
Poniższe filmy instruują, jak w prosty sposób można scalić rozwarstwioną ciecz w kapilarze, jeśli termometr wyposażony jest w zbiornik dylatacyjny (rozszerzenie kapilary).
Zapraszamy do obejrzenia filmu firmy Ludwig Schneider o procesie produkcji termometrów szklanych
