Het principe van verschillende thermometers
Thermometer is een algemene term voor temperatuurmeetinstrumenten, die de temperatuur nauwkeurig kunnen beoordelen en meten. Het fenomeen van uitzetting en krimp van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen onder invloed van temperatuur wordt als ontwerpbasis gebruikt. Er zijn kerosinethermometers, alcoholthermometers, kwikthermometers, gasthermometers, weerstandsthermometers, thermokoppelthermometers1, stralingsthermometers, optische thermometers, bimetaalthermometers, enz. waaruit we kunnen kiezen, maar we moeten letten op de juiste gebruiksmethode. Om de relevante kenmerken van de thermometer te begrijpen en beter te gebruiken, is dit boek speciaal geschreven.
1. Gasthermometers: Waterstof of helium worden vaak gebruikt als materialen voor temperatuurmeting. Omdat de vloeibaarmakingstemperatuur van waterstof en helium erg laag is, bijna nul, is het temperatuurmeetbereik erg breed. Deze thermometer is erg hoog en wordt vooral gebruikt voor precisiemetingen.
2. Weerstandsthermometer: het is verdeeld in metalen weerstandsthermometer en halfgeleiderweerstandsthermometer, die zijn gemaakt volgens de kenmerken van weerstandswaarde die verandert met de temperatuur. Metaalthermometers gebruiken voornamelijk zuivere metalen zoals platina, goud, koper, nikkel en rhodiumijzer, fosforbronslegeringen; halfgeleiderthermometers gebruiken voornamelijk koolstof, germanium, enz. Weerstandsthermometers zijn gemakkelijk te gebruiken, betrouwbaar en worden veel gebruikt. Het meetbereik is ongeveer -260 graden tot 600 graden.
3. Thermokoppelthermometer: het is een temperatuurmeetinstrument dat veel wordt gebruikt in de industrie. Gemaakt met behulp van het thermo-elektrische fenomeen. Twee verschillende draden zijn aan elkaar gelast om het werkende uiteinde te vormen en de andere twee uiteinden zijn verbonden met het meetinstrument om het circuit te vormen. Stel het werkeinde in op de te meten temperatuur. Wanneer de temperatuur van het werkende uiteinde en het vrije uiteinde verschillend zijn, treedt er een elektromotorische kracht op, zodat er een stroom in de lus vloeit. Door elektriciteit te meten kan de temperatuur op een bekende locatie worden gebruikt om de temperatuur op een andere locatie te bepalen. Deze thermometer bestaat voornamelijk uit koperconstantaan, ijzerconstantaan, nikkelconstantaan, goudkobaltkoper, platinarhodium, enz. Het is geschikt voor twee stoffen met een groot temperatuurverschil en wordt meestal gebruikt voor meting van hoge temperaturen en lage troebelheid. Sommige thermokoppels kunnen hoge temperaturen tot 3000 graden meten, en sommige kunnen lage temperaturen dicht bij nul meten.
4. Bimetaalthermometer: verwijst naar de thermometer die speciaal wordt gebruikt om de temperatuur boven 500 graden te meten, inclusief optische thermometer, colorimetrische thermometer en stralingsthermometer. Het principe en de structuur van de bimetaalthermometer zijn relatief ingewikkeld en zullen hier niet worden herhaald. Het heeft een meetbereik van 500 graden tot 3000 graden of hoger en is niet geschikt voor het meten van lage temperaturen.
5. Wijzerthermometer: het is een thermometer in de vorm van een dashboard, ook wel een calorimeter genoemd, die wordt gebruikt om de kamertemperatuur te meten en is gemaakt volgens het principe van thermische uitzetting en samentrekking van metaal. Het maakt gebruik van een bimetalen plaat als temperatuurgevoelig element om de aanwijzer te regelen. Bimetalen worden meestal geklonken met koper en ijzer, met koper aan de linkerkant en ijzer aan de rechterkant. Omdat de thermische uitzetting en samentrekking van koper duidelijker is dan die van ijzer, trekt de koperplaat de ijzeren plaat om naar rechts te buigen wanneer de temperatuur stijgt, en buigt de wijzer naar rechts (wijzend naar hoge temperatuur). Bimetaal; vice versa. , de temperatuur wordt lager en de wijzer wordt naar links afgebogen (wijzend naar lage temperatuur) aangedreven door de bimetalen plaat.
6. Glazen buisthermometer: de glazen buisthermometer maakt gebruik van het principe van thermische uitzetting en samentrekking om temperatuurmeting te bereiken. Omdat de uitzettingscoëfficiënt van het temperatuurmeetmedium verschilt van het kookpunt en het vriespunt, omvatten onze gebruikelijke glazen buisthermometers voornamelijk: kerosinethermometer, kwikthermometer en rode penwaterthermometer. De voordelen zijn eenvoudige structuur, handig gebruik, hoge meetnauwkeurigheid en lage prijs. Het nadeel is dat de boven- en ondergrenzen en nauwkeurigheid van de meting worden beperkt door de kwaliteit van het glas en de eigenschappen van het temperatuurmeetmedium. Het kan niet worden geteleporteerd en is kwetsbaar.
7. Drukthermometer: De drukthermometer maakt gebruik van vloeistof, gas of verzadigde stoom in een gesloten container om volume-expansie of drukverandering te genereren als meetsignaal na verhitting. De basisstructuur bestaat uit drie delen: temperatuurbol, capillaire buis en indicatortafel. Het was een van de vroegste methoden voor temperatuurbeheersing die in het productieproces werden gebruikt. Druktemperatuurmeetsystemen zijn nog steeds een veelgebruikte meetmethode voor on-site temperatuurindicatie en -regeling. De voordelen van drukthermometers zijn: eenvoudige structuur, hoge mechanische sterkte, niet bang voor trillingen. Goedkoop en vereist geen externe energie. De nadelen zijn: het temperatuurmeetbereik is beperkt, over het algemeen -80~400 graden; het warmteverlies is groot en de reactietijd is traag; het afdichtingssysteem van het instrument (thermische lamp, capillair, veerbuis) is beschadigd, onderhoud is moeilijk en moet worden vervangen; de meetnauwkeurigheid wordt beïnvloed door de omgevingstemperatuur, de installatiepositie van de lamp heeft een grote invloed en de nauwkeurigheid is relatief laag; de transmissieafstand van het capillair is beperkt. Het normale werkbereik van de drukthermometer moet 1/2--3/4 van het bereik zijn, en het afleesinstrument en de temperatuurbol moeten zoveel mogelijk in de horizontale positie staan. De montagebouten van de temperatuurkogel die tijdens de installatie worden gebruikt, veroorzaken temperatuurverlies, wat resulteert in een onnauwkeurige temperatuur. Tijdens de installatie moet een thermische isolatiebehandeling worden uitgevoerd en de warme bol moet zoveel mogelijk in een trillingsvrije omgeving werken.
8. Draaithermometer: De draaithermometer is gemaakt van opgerolde bimetalen platen. Het ene uiteinde van het bimetaal is vast en het andere uiteinde is verbonden met de aanwijzer. Door de verschillende mate van uitzetting van de twee stukken metaal, krult het bimetaalstuk anders bij verschillende temperaturen en wijzen de wijzers naar verschillende posities op de wijzerplaat. De temperatuur is af te lezen aan de aflezing op de wijzerplaat.
9. Halfgeleiderthermometer: de chemische weerstandsverandering van halfgeleiders is anders dan die van metaal. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt hun weerstand af en varieert deze meer. Daarom kan een kleine temperatuurverandering ook een significante verandering in weerstand veroorzaken. Thermometers zijn gemaakt met een hoge nauwkeurigheid en worden vaak temperatuursensoren genoemd.
10. Thermokoppelthermometer: Een thermokoppelthermometer bestaat uit twee verschillende metalen die zijn aangesloten op een gevoelige voltmeter. Metalen contacten produceren verschillende potentiaalverschillen over het metaal bij verschillende temperaturen. Het potentiaalverschil is klein, dus een gevoelige voltmeter is nodig om het te meten. De temperatuur is af te lezen aan de aflezing van de voltmeter.
11. Optische pyrometer: Als de temperatuur van een object hoog genoeg is om veel zichtbaar licht uit te stralen, kan de temperatuur worden bepaald door de hoeveelheid warmtestraling te meten. Deze thermometer is een lichtgewicht thermometer. Deze thermometer bestaat voornamelijk uit een telescoop met een rood filter en een set schakelingen met een lampje, een galvanometer en een variabele weerstand. Stel vóór gebruik de relatie vast tussen de temperatuur die overeenkomt met de verschillende helderheid van de gloeidraad en de aflezing van de ampèremeter. Richt de telescoop tijdens gebruik op het te meten object en pas de weerstand aan zodat de helderheid van de lamp gelijk is aan de helderheid van het te meten object. Op dit moment kan de temperatuur van het gemeten object worden afgelezen van de galvanometer.
12. Vloeibare kristalthermometer: Vloeibare kristallen gemaakt van verschillende formules hebben verschillende faseovergangstemperaturen. Wanneer ze een faseverandering ondergaan, veranderen ook hun optische eigenschappen, waardoor de vloeibare kristallen er verkleurd uitzien. Als een stuk papier is bedekt met vloeibare kristallen met verschillende faseovergangstemperaturen, kan de temperatuur worden bepaald aan de hand van de kleurverandering van het vloeibare kristal. Het voordeel van deze thermometer is dat hij gemakkelijk af te lezen is, maar het nadeel is dat het niet voldoende is. Vaak gebruikt in siervissenaquaria om te laten zien.
