Часто при ремонтных работах или во время экспериментов приходится измерять температуру среды, погрузив в нее измерительное устройство. Для таких замеров необходим жидкостный термометр.
Точка погружения
Эта отметка позволяет произвести компенсацию скачков температуры воздуха, которые непосредственно влияют и на жидкость.
Жидкостные термометры широко используют на предприятиях и заводах, чтобы снимать показания температуры жидких растворов и веществ, протекающих по технологическим трубам. Такие процедуры усложняют измерение температуры жидкости из-за недостаточного доступа. В трубках и резервуарах создают специальные измерительные каналы для ввода устройства и снятия показаний.
Правила использования и меры предосторожности
Термометры состоят в основном из стекла и жидкости. Они представляют опасность по двум причинам: битое стекло и токсичность активного вещества.
Ртуть – очень токсичное вещество
В химической промышленности чаще применяют ртутные или спиртовые термометры. Лабораторные эксперименты требуют высокой точности, а жидкостные устройства позволяют выполнить процедуры на высшем уровне. Для этого используется большой объем ртути. Работая с такими устройствами, под термометром следует держать специальный поднос, чтобы в случае разрушения как можно быстрее собрать ртуть.
Главное в случае разбитого термометра – быстро собрать ртуть
Падая с высоты человеческого роста, ртуть быстро раскалывается на много шариков и разлетается во все стороны. Шарики токсичного жидкого металла попадают в щели пола, во все отверстия и трещины.
Ртуть – очень текучий металл. Собрать ее полностью – непростая задача. Постепенно ртуть начнет испаряться, создавая опасный токсичный фон. Проветрить помещение от ртутных паров непросто, так как ртутный пар – это очень тяжелый газ.
Процедура удаления ртути из помещения называется демеркуризацией.
Все работы должны быть немедленно прекращены, ртуть должна быть сразу убрана. Уборка ртути означает следующие действия:
- Всю видимую ртуть следует немедленно убрать. Есть два способа уборки – резиновой грушей и ватным тампоном. При уборке тампоном помните, что тампон следует смазать маслом.
- Вся собранная ртуть должна быть передана специальной службе. Ртуть нельзя выливать в канализацию, она намного тяжелее воды.
- Место, где ртуть была пролита, следует обработать 20-процентным раствором хлорида железа (III), после чего дождаться полного высыхания.
- Спустя сутки поверхность следует протереть моющим средством и чистой водой.
Плюсы и минусы жидкостных термометров
Основные минусы приборов - небезопасность жидкостей в случае разгерметизации (особенно в случае с токсичной ртутью) и невозможность применения в экстремально низких или высоких температурах.
Цена деления большинства термометров составляет 1-2 градуса по шкале Цельсия. Это позволяет производить вычисления достаточно точно, однако диапазон температур у каждой модели свой.
Достоинствами жидкостных термометров является широкая сфера применения – как в бытовых и медицинских целях, так и воздушных, паровых, газовых и силовых установках.
Популярные модели жидкостных термометров, их цены и сравнение
К самым популярным относятся приборы ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1.
Популярные жидкостные приборы: ТТЖ-М исп4, СП-1, БТ-52.220 и ТС-7-М1 исп1
ТТЖ-М исп4
Термометр выпускает компания «Стеклоприбор». Г-образная форма предусматривает снятие показаний в различных кипятильных устройствах с предусмотренным клапаном. Средняя цена устройства – 350 рублей.
Активным веществом выступает керосин, цена деления шкалы – 2 градуса. Длина погружной части составляет 6,5 см, измеряемый диапазон – от 0 до +100 градусов Цельсия.
ТС-7-М1 исп1
Устройство относится к классу бюджетных - цена варьируется от 250 до 300 рублей. Используется преимущественно в сельском хозяйстве. Рабочей жидкостью является метилкарбитол, измеряемый предел температур - от -20 до +70 градусов Целисия. Длина погружной части всего несколько сантиметров.
БТ-52.220
Биметаллический прибор, Разработан специально для агрессивных сред, которые встречаются на нефтедобывающих, пищевых и химических производствах.
Устойчив к коррозии, позволяет менять диапазоны температур. Средняя цена - 1200 рублей.
Благодаря сменным гильзам длина погружной части может меняться от 6,4 до 25 см. Минимальный диапазон - от -45 до 0 градусов Цельсия. Максимальным – от 0 до +450 градусов.
Прибор разработан компанией «Росма». Гильзы этого устройства изготавливаются из латуни и нержавеющей стали. Работает устройство при температуре окружающей среды в диапазоне от -10 до +60 градусов. Циферблат изготавливается из алюминия. Прибор оснащен радиальной шкалой и стрелкой.
СП-1
Жидкостное устройство, выпускается компанией «Термоприбор». Средняя цена - порядка 2000 рублей.
Прибор работает только в плюсовых диапазонах. Конструкция позволяет использовать четыре диапазона: минимальный – от 0 до +100 градусов Цельсия, максимальный – от 0 до +300 градусов.
Прибор устойчив к вибрациям, используется в цехах, на машиностроительных фабриках. Рабочая жидкость - ртуть.
Описание и принцип работы электронного термометра.
Температура 36,6 градуса в качестве эталона температуры здорового человека – это не более чем условность. В реальности нормальная температура здорового человека зависит от характерных особенностей организма, времени суток, возраста, предшествовавших физических нагрузок, приема пищи, сна... Так, в частности, утром температура человека на несколько десятых градуса ниже, чем вечером, натощак ниже, чем после еды, а у детей температура чуть выше, чем у людей в возрасте. Нормой считается температура от 36 до 37 градусов Цельсия, с ее колебаниями в течение дня в пределах одного градуса, но не более чем 37,2 градуса.
Температуру больного можно измерять, помещая термометр в рот (орально), в прямую кишку (ректально), в подмышечную впадину (аксиллярно) и т. д. В нашей стране предпочитают именно последний вариант. Метод измерения температуры в подмышечной впадине достаточно удобен для больного, но наиболее длителен, поскольку необходимо обеспечить плотный контакт измерительной зоны термометра с мышцами на протяжении достаточно долгого времени.
Кроме того, в зависимости от места измерения температуры будут разниться и ее значения. Так, температура, измеренная в подмышечной впадине, в среднем на полградуса ниже, чем измеренная орально, и на градус ниже, чем измеренная ректально. Это не означает, что та или иная температура "правильная", а прочие нет. Просто не забудьте сообщить врачу, каким образом вы обычно меряете температуру.
Ртутные термометры или, как еще их называют в народе, градусники, знакомы каждому человеку в нашей стране. Термометры такого типа обладают рядом несомненных преимуществ – дешевизной, точностью, независимостью от источника питания, памятью максимальной измеренной температуры за счет специального устройства ртутного капилляра (вследствие этого такие термометры еще называют максимальными ) – и одним существенным недостатком: ртуть, используемая в качестве наполнителя такого прибора, очень токсична.
Ртутные термометры требуют осторожного обращения, хотя их нельзя назвать совсем уж хрупкими. Согласно регламентирующему их производство государственному стандарту "Термометры медицинские максимальные стеклянные" (ГОСТ Р), термометр должен выдерживать нагрузку до 50 Н (5,1 кг). Минимальный безотказный срок службы таких термометров – 450 циклов (один цикл – это измерение температуры и последующее встряхивание), гарантия производителя, согласно ГОСТу, должна составлять не менее одного года. Максимальный срок службы такого термометра при аккуратном обращении не ограничен, что вполне логично, так как в таком градуснике нет ни механических компонентов, ни стареющих со временем электронных деталей.
Порядка 10-15 лет назад на рынке появились электронные термометры , основой которых является терморезистор – элемент, меняющий свое сопротивление в зависимости от температуры. Подобные термометры удобны в использовании, позволяют хорошо считывать температуру, хранят последние результаты измерений, абсолютно безвредны для человека.
Классическими термометрами продолговатой формы неудобно мерить температуру тела детям грудного и младшего возраста. Обычный термометр может быть для них причиной дискомфорта, из-за чего не будет обеспечен постоянный контакт термометра с телом. Поэтому специально для детей до трех лет предназначены электронные градусники в форме соски.
Прибор не является полноценной заменой соски, его силиконовая часть может прийти в негодность от продолжительного сосания. Весит устройство менее 40 грамм. Термометр водонепроницаем, что облегчает его дезинфекцию. В силу герметичности корпуса замена батарейки не предусмотрена, но запаса батареи должно хватить на 2000 измерений.
Другой тип медицинских термометров, который сейчас можно встретить в аптеках , базируется на измерении интенсивности особого электромагнитного излучения – инфракрасных лучей. Соответственно, они называются инфракрасными (ИК) термометрами . Человеческое тело, так же как и любой другой физический объект, температура которого отлична от абсолютного нуля, является источником инфракрасного излучения. Чем интенсивнее ИК-излучение, тем выше температура человека - именно на этом принципе работают приборы ночного видения, выделяющие контур человека на фоне более холодной окружающей среды.
У инфракрасных термометров есть существенное достоинство по сравнению с ртутными и электронными. Они могут работать без контакта с поверхностью тела, что уменьшает дискомфорт для спящих людей и детей и облегчает дезинфекцию термометров.
Одним из примеров ИК-термометра является лобный инфракрасный термометр WF-2000 британской компании B. Well. Этот термометр предназначен для измерения температуры в области виска, так как височная артерия находится практически под кожей. Перед измерением лоб нужно протереть от пота и медленно двигать термометр вокруг виска либо по коже, либо в непосредственной близости от нее. Во время измерения термометр будет подавать короткие звуковые сигналы. После завершения измерения (оно занимает от 5 до 30 секунд) будет подан продолжительный звуковой сигнал. После этого держать термометр у лба для повышения точности измерения не имеет смысла, так как через минуту термометр автоматически отключается. В случае если температура выше 37,5 градуса, прибор обратит на это ваше внимание специальным звуковым сигналом. Интересной функцией термометра WF-2000 является возможность измерения температуры воды или комнатной температуры. Диапазон измерения температуры – от минус 22 до плюс 80 градусов Цельсия. Для этого достаточно поднести термометр к воде или любому предмету в комнате, который не греется сам и находится в комнате хотя бы полчаса. В саму воду погружать термометр нельзя, он не водонепроницаемый.
Термометр оснащен памятью на 25 последних измерений. Батарейка – обычная "часовая" (CR-2032), сигнал о ее замене подает сам прибор.
Температура тела измеряется медицинским термометром. Термометры хранят в широкогорлом сосуде (стакан, банка), наполовину заполненном дезинфицирующим раствором (2% раствор хлорамина). На дно сосуда кладут слой ваты, чтобы не поломались нижние концы термометров.
Корпус термометра стеклянный. Внутри имеется металлический столб (шкала) с цифровыми отметками от 34 до 42. На нём расположен стеклянный капилляр (узкая стеклянная трубка). Ртуть находится в нижнем, узком конце (резервуар для ртути). При действии тепла, ртуть расширяясь двигается вверх по капилляру. Отметка, до уровня которой поднимается ртуть, показывает чему равна температура тела больного.
Температура тела здорового человека, в течение суток колеблется в пределах от 36 о С до 37 о С. В среднем, в норме температура тела здорового человека равна 36,6 – 36,8 о С. Измерение температуры обычно проводят 2 раза в день (утром, между 6 – 7 ч., и вечером, между 17 – 18 ч.). Перед измерением температуры термометр энергично встряхивают, чтобы уровень ртути опустился ниже отметки 35 о С. Измеряют температуру в подмышечной впадине, ротовой полости, паховых складках, прямой кишке. Во избежании искажённых показателей температуры, подмы-шечную впадину и паховые области предварительно насухо вытирают полотенцем. Держат термометр в течение 8 – 10 мин. После измерения, термометр следует протереть спиртом или одеколоном и поместить в футляр.
Следует учитывать, что температура в прямой кишке и ротовой полости на 1 о С выше, чем на наружных поверхностях тела (подмышечной впадина, паховые складки).
Полученные данные заносят в температурный лист чёрным карандашом.
Сегодня практически невозможно представить себе жизнь без термометра. Конечно, о температуре на улице можно узнать из сводки погоды. Но как же определить уровень тепла в комнате, духовке, сушильной камере или теплице? Тут никак не обойтись без термометра.
Существует несколько их видов:
- жидкостные;
- механические;
- газовые;
- электрические;
- оптические.
Жидкостные
Принцип действия такого прибора основан на эффекте расширения или сжатии жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при колебании собственной температуры. Обычно, в него заливают ртуть или спирт, которые тонко реагируют на минимальное изменение тепла в окружающей среде.
В медицине обычно используются ртутные градусники, а вот в метеорологии их заполняют спиртом, поскольку ртутный столбик может застывать уже при -38 градусах.
Механические
Принцип работы прибора данного типа тоже основан на расширении. Но с его помощью определяется температура в зависимости от расширения биметаллической ленты или металлической спирали.
Такие характеризуются высокой точностью, они надежны и просты в эксплуатации.
Как отдельную, самостоятельную модель их, правда, не используют, обычно они применяются в автоматизированных системах.
Газовые
Газовый тип температурного измерителя работает по тому же принципу, что и жидкостное устройство. В качестве рабочего вещества в нем используют какой-либо инертный газ.
Преимущество этого прибора заключается в том, что он может измерять температуру, приближающуюся к абсолютному нулю, и диапазон его измерений колеблется от -271 до +1000 градусов. Это достаточно сложное устройство, которое редко участвует в лабораторных измерениях.
Электрические
Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.
В роли проводника обычно выступает медь, показывающая изменения температур от -50 до +180 градусов. Если взять другой рабочий металл, например, платину, то температурный диапазон ее значительно расширится и составит от -200 до +750 градусов. Такие электрические тепловые датчики используют в лабораториях, на экспериментальных стендах или на производстве.
Оптические
Оптические приборы или пирометры позволяют узнать температуру по уровню светимости тела, анализу его спектра и некоторым другим параметрам. Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100 до 3000 градусов. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.
Существуют и другие, более сложные температурные измерители, например, волоконно-оптические или термоэлектрические. Это очень чувствительные приборы, дающие точнейшие результаты измерения практически без ошибки.
Полезные советы
Для измерения температуры используют термометры, жидкостные типы которых в обиходе называются градусник, хотя градус это не единственная единица измерения нагрева тел или сред (есть еще Кельвин и Фаренгейт). Хотя такой прибор довольно распространен, не все знают принцип его работы. На примере медицинского ртутного термометра приведенного на рисунке снизу, расскажем, как устроен градусник и опишем его работу.
Термометр состоит из следующих деталей:
Колба с жидкостью (поз.1).
С колбой соединяется герметически запаянная прозрачная (чаще всего стеклянная) трубка (поз. 3), из которой удален воздух.
Жидкость, которой заполнена колба, также частично находится и в трубке (поз. 2).
Корпус из прозрачного материала (поз. 6) предназначенный для сборки всех деталей термометра в единое и их защиты. В случае медицинского градусника он тоже выполнен из стекла. Причем, колба может быть единым целым с корпусом, но между ней и окружающей средой не бывает пространства, заполненного воздухом, которое снижает точность прибора из-за теплоизоляционных свойств. К герметичности корпуса требований не предъявляется.
Шкала термометра (поз. 4) выполняется из бумаги, пластика либо керамики. На ней наносятся деления и цифры (поз. 5), по которым считываются показания. Шкала крепится к трубке, а ее положение выставляется при тарировке или поверке термометра.
Как устроен градусник?
Объясняется то, как устроен градусник, на законе теплового расширения тел и жидкостей. В колбе находится жидкость с большим коэффициентом температурного расширения. В данном случае это ртуть, но чаще используют не опасные для здоровья спирты или подобные им вещества, глицерин в которые дополнительно вводят краситель. Нагреваясь в колбе, жидкость устремляется вверх по трубке термометра. Увеличение ее объема не сдерживает атмосферное давление и сопротивление сжимаемого воздуха, так как он откачан из трубки, а сама она герметична. Объем пространства внутри трубки (поз. 3) значительно меньше, чем объем жидкости в колбе (поз. 1) то ее столб перемещается на значительное расстояние.
По высоте столба жидкости считываются показания на шкале (поз. 5). При уменьшении температуры нагрева колбы, процесс проходит в обратном порядке, и высота столба жидкости также становится меньше. Кстати то, как устроен градусник, изучается в школьном курсе физики.
Цифровой градусник: современно и безопасно
Стоит также отметить, что существуют и другие типы градусников, которые пользуются большим успехом. В них используются принципы изменения электрического сопротивления материалов, либо формы биметаллических пластин от температуры. Такие приборы состоят из датчиков, электрических или механических преобразователей их сигнала и устройств индикации.
Напишите, пожалуйста, в комментариях понравилась вам статья или нет?