Термометры биметаллические БТ 0-120 °С: устройство, применение, монтаж и эксплуатация в электротехнике и энергетике

Термометры биметаллические типа БТ с диапазоном измерения от 0 до 120 градусов Цельсия представляют собой класс показывающих приборов для локального контроля температуры в различных системах и оборудовании. Их основное назначение – прямое визуальное измерение температуры силовых электрических аппаратов (трансформаторов, масляных выключателей), теплоносителя в системах отопления и вентиляции, технологических процессов в промышленных установках. Принцип действия основан на механическом свойстве биметаллической спирали или пластины, состоящей из двух прочно соединенных металлов с разным коэффициентом линейного расширения. При нагреве такая спираль деформируется (скручивается или изгибается), и это механическое движение через передаточный механизм преобразуется в угловое перемещение стрелки по калиброванной шкале.

Конструктивное исполнение и основные модификации

Термометр БТ 0-120 °С является прибором радиального типа (ось циферблата параллельна оси чувствительного элемента) с жестким (стальным) капилляром. Конструктивно он состоит из нескольких ключевых узлов:

• Чувствительный элемент (термопреобразователь): Биметаллическая спираль, помещенная в защитную гильзу (трубку) из нержавеющей стали. Именно эта часть погружается в контролируемую среду.
• Капилляр (трубка): Жесткая стальная трубка, соединяющая чувствительный элемент с измерительной головкой. Внутри нее находится передающий механизм.
• Измерительная головка (корпус): Герметичный корпус, содержащий механизм преобразования деформации спирали в движение стрелки, циферблат со шкалой 0-120 °С и смотровое стекло. Корпус, как правило, изготавливается из стали с антикоррозионным покрытием или из нержавеющей стали.
• Присоединительная часть: Резьбовой штуцер (обычно латунный или стальной) для монтажа прибора. Наиболее распространенные типы присоединения – радиальный с неподвижной гильзой (ТБП) и осевой (ТБ).

Основные модификации, встречающиеся в обозначениях:

• БТ-1, БТ-2, БТ-3, БТ-4: Цифра указывает на типоразмер корпуса (диаметр) и, соответственно, на длину погружаемой части гильзы (Lпогр).
• БТ-100, БТ-200: Могут указывать на диаметр корпуса в миллиметрах (100 мм, 200 мм).

Выбор модификации зависит от условий монтажа: глубины погружения, необходимой видимости шкалы с расстояния и типа присоединения.

Технические характеристики и параметры

Термометры БТ 0-120 °С должны соответствовать требованиям ГОСТ 2821-84 «Термометры биметаллические. Общие технические условия» и другим отраслевым стандартам. Ключевые параметры представлены в таблице.

Основные технические характеристики термометров БТ 0-120 °С

Параметр	Значение / Описание
Диапазон измерения	0 … +120 °C
Класс точности	1,5 или 2,0 (допустимая основная приведенная погрешность составляет 1,5% или 2% от диапазона измерения)
Цена деления шкалы	Обычно 2 °C или 5 °C
Диаметр корпуса	60, 100, 150, 200 мм (зависит от модификации)
Длина погружаемой части гильзы (Lпогр)	Стандартный ряд: 63, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 мм. Возможны другие значения по заказу.
Длина капилляра (Lкап)	От 0.25 до 2.5 метров и более. Определяет расстояние от точки измерения до места индикации.
Присоединительная резьба	Метрическая (М20х1.5, М27х2) или трубная (G½», G¾»).
Рабочее давление в гильзе	До 6,3 МПа (63 бар) для стандартных исполнений.
Рабочая среда	Неагрессивные жидкости и газы (вода, масло, воздух, пар низкого давления). Материалы гильзы и уплотнений должны быть совместимы со средой.
Климатическое исполнение	УХЛ, У, Т (для различных климатических зон).
Степень защиты корпуса	Обычно IP54 (защита от пыли и брызг воды).

Область применения в электротехнике и энергетике

В электротехнической и энергетической отраслях термометры БТ 0-120 °С находят широкое применение благодаря своей надежности, автономности (не требуют питания) и наглядности.

• Контроль температуры масла в силовых трансформаторах: Установка в верхней части бака (в масляном термометровом кармане) для визуального контроля нагрева масла при нагрузке. Критический диапазон 0-120°С полностью перекрывает рабочие и аварийные температуры масла в большинстве распределительных трансформаторов.
• Масляные выключатели: Контроль температуры масла в баках выключателей, что является косвенным показателем состояния контактов и дугогасительных камер.
• Системы охлаждения генераторов и мощных преобразовательных агрегатов: Измерение температуры охлаждающей воды или воздуха на входе/выходе.
• Тепловые пункты, бойлерные, котельные: Контроль температуры теплоносителя (подающей и обратной линии), горячей воды в системах ГВС.
• Системы вентиляции и кондиционирования: Контроль температуры воздуха в каналах или теплоносителя в калориферах.
• Насосные станции: Контроль температуры перекачиваемых жидкостей или подшипниковых узлов (при наличии соответствующих карманов).

Правила монтажа и эксплуатации

Корректная установка – залог долговечной и точной работы прибора.

• Выбор места установки: Чувствительная гильза должна полностью погружаться в контролируемую среду на всю рабочую длину (Lпогр). Установка производится в предварительно смонтированный термометрический карман (гильзу), который обеспечивает хороший тепловой контакт и защиту от давления среды. Карман должен быть заполнен теплопроводной пастой или маслом для улучшения теплопередачи.
• Направление монтажа: Термометр устанавливается так, чтобы циферблат был хорошо виден оператору с рабочей позиции. Капилляр не должен подвергаться вибрации, резким изгибам и механическим повреждениям. Минимальный радиус изгиба капилляра указывается в паспорте (обычно не менее 30-50 мм).
• Герметизация: Уплотнение резьбового соединения производится с помощью прокладки (паронитовой, фторопластовой) или льняной пряди с герметиком, совместимым со средой. Затяжка – динамометрическим ключом с моментом, рекомендованным производителем, чтобы избежать деформации корпуса.
• Эксплуатация: Запрещается эксплуатация прибора за пределами шкалы, в агрессивных средах, не соответствующих материалам гильзы, а также при наличии вибраций, превышающих допустимые. Считывание показаний должно производиться строго перпендикулярно плоскости циферблата во избежание параллакса.

Поверка и калибровка

Термометры БТ, как средства измерения, подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 2-4 года, если иное не указано в паспорте. Поверка осуществляется методом сравнения с эталонным термометром в жидкостных термостатах при нескольких температурах в диапазоне 0-120°С (например, при 0, 50, 100, 120°С). Основные проверяемые параметры: основная погрешность, вариация показаний (обратный ход), величина зазора между стрелкой и стеклом. Калибровка (корректировка) производится регулировочным винтом, расположенным на задней стороне измерительной головки, с последующей фиксацией.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами термометров

Сравнение биметаллических термометров с другими типами

Тип термометра	Преимущества	Недостатки
Биметаллический (БТ)	Автономность, не требует питания. Простота конструкции и высокая надежность. Устойчивость к перегрузкам по давлению. Хорошая видимость показаний. Относительно низкая стоимость.	Механическая инерционность (большее время установления показаний). Ограниченная дистанция между точкой измерения и индикацией (длина капилляра). Риск механического повреждения капилляра. Невозможность дистанционной передачи сигнала и интеграции в АСУ ТП без дополнительных устройств.
Манометрический (жидкостный, газовый)	Возможность большей дистанции (до 60 м). Более высокая стойкость к вибрациям.	Более сложная конструкция, чувствительность к изменению атмосферного давления (для газовых). Риск разгерметизации капилляра.
Электронный (термосопротивление, термопара) с цифровым индикатором	Высокая точность. Дистанционная передача данных. Возможность записи и обработки данных. Малое время отклика.	Требует источника питания. Более высокая стоимость системы в целом. Чувствительность к электромагнитным помехам. Меньшая стойкость к перегрузкам в базовом исполнении.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается термометр БТ от ТБ?

Исторически и по ГОСТу «БТ» – это биметаллический термометр с радиальным расположением шкалы (ось циферблата параллельна гильзе), а «ТБ» – с осевым (ось циферблата перпендикулярна гильзе). Однако в современной практике и каталогах производителей эти аббревиатуры зачастую используются как синонимы или объединяются (например, ТБП – термометр биметаллический показывающий). Ключевое значение имеют не буквы, а чертеж и описание конструктивного исполнения.

Что делать, если стрелка термометра не возвращается к нулю после остывания среды?

Это признак неисправности: остаточная деформация биметаллической спирали, заедание в передаточном механизме или повреждение оси стрелки. Такой прибор подлежит замене. Самостоятельный ремонт, как правило, нецелесообразен и приводит к потере метрологических характеристик.

Можно ли использовать термометр БТ для измерения температуры поверхности (например, кожуха трансформатора)?

Нет, напрямую – нельзя. Конструкция БТ предназначена для погружения гильзы в среду. Для измерения температуры поверхности необходимо использовать специализированные поверхностные биметаллические или электронные термометры с соответствующими датчиками-накладками.

Как выбрать длину погружаемой части (Lпогр)?

Длина погружаемой части должна быть не меньше глубины термометрического кармана (гильзы) в оборудовании. Идеально, когда гильза термометра достигает середины потока контролируемой среды. Стандартная рекомендация: Lпогр должна составлять не менее 2/3 диаметра трубопровода или аппарата в точке измерения. Неправильный выбор (слишком короткая гильза) приведет к значительной погрешности из-за отвода тепла по стенкам.

Допустимо ли наращивать или укорачивать капилляр термометра?

Категорически запрещено. Капилляр является частью герметичного механизма, и его изменение нарушит калибровку и работоспособность прибора. Длина капилляра выбирается при заказе и не подлежит изменению в полевых условиях.

Термометр БТ показывает заведомо неверную температуру. В чем причина?

Возможные причины: неправильный монтаж (гильза не погружена полностью), плохой тепловой контакт в кармане (отсутствие теплопроводной заливки), механическое повреждение (удар, сильный изгиб капилляра), естественный износ механизма, выход срока поверки (размагничивание или усталость биметалла). Необходима проверка эталонным прибором и осмотр условий монтажа.

Существуют ли взрывозащищенные исполнения термометров БТ?

Да, существуют. Они имеют маркировку взрывозащиты (например, Ex d IIC T6) и специальную конструкцию корпуса, исключающую возможность передачи взрыва во внешнюю среду. Такие термометры применяются на химических, нефтегазовых и других взрывоопасных производствах.

Заключение

Термометры биметаллические БТ 0-120 °С остаются востребованным инструментом для локального визуального контроля температуры в энергетике и электротехнике благодаря своей простоте, надежности и независимости от источников энергии. Правильный выбор модификации, грамотный монтаж в соответствии с техническими требованиями и своевременная метрологическая поверка обеспечивают длительную и точную работу этих приборов. В современных системах они часто используются в паре с электронными датчиками, дублируя их показания и обеспечивая аварийный контроль в случае отказа автоматики, что повышает общую надежность технологического процесса.