Термометры осевые биметаллические БТ-51.211: устройство, применение и технические характеристики

Термометр осевой биметаллический БТ-51.211 представляет собой контрольно-измерительный прибор, предназначенный для визуального измерения температуры жидких и газообразных сред в стационарных условиях. Он является одним из наиболее распространенных и надежных приборов в энергетике, нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве и системах промышленного оборудования. Модель БТ-51.211 относится к осевому типу, что означает расположение штока с чувствительным элементом вдоль оси циферблата, и является прямой наследницей советских разработок, соответствующих ГОСТ 2045-71. Его основное преимущество — полная автономность, не требующая источника питания, и высокая механическая прочность.

Конструктивное устройство и принцип действия

Конструкция термометра БТ-51.211 является классической для биметаллических приборов. Ее основу составляет термопреобразователь, работающий на принципе деформации биметаллической спирали или пластины при изменении температуры.

• Чувствительный элемент: Сердцевиной прибора является биметаллическая спираль, расположенная в защитном гильзе (штоке). Она изготавливается из двух прочно соединенных металлов или сплавов с существенно разными коэффициентами линейного расширения (например, инвар и никельсодержащая сталь).
• Шток (гильза): Полая металлическая трубка, обычно из нержавеющей стали (марки 12Х18Н10Т или аналоги), которая защищает спираль от воздействия измеряемой среды и механических повреждений. Длина штока (L) является ключевым монтажным размером.
• Механизм передачи: Деформация спирали через кинематический механизм (ось, трибки, секторы) преобразуется во вращательное движение стрелки.
• Циферблат: Круглая шкала с нанесенными градуировками (обычно в °C). Изготавливается из алюминия или пластика, защищается стеклом или прозрачной полимерной линзой.
• Корпус: Лицевая часть прибора, объединяющая циферблат и механизм. Материал — сталь с покрытием или алюминиевый сплав.
• Кольцо уплотнительное и задняя крышка: Обеспечивают герметичность корпуса, защищая механизм от пыли и влаги.
• Присоединительная часть (гарнитура): Резьбовой штуцер для монтажа в обустроенное посадочное место (радиаторную пробку, гильзу, тройник, напорный трубопровод).

Принцип действия: при нагреве или охлаждении чувствительного элемента биметаллическая спираль изгибается, так как один из слоев расширяется/сжимается больше другого. Это изгибающее движение через кинематическую систему поворачивает ось, на которой закреплена стрелка, указывая на соответствующее значение температуры на шкале.

Основные технические характеристики и параметры

Термометры БТ-51.211 выпускаются в различных модификациях, определяемых диапазоном измерения, диаметром корпуса, длиной и материалом штока, видом присоединительной резьбы.

Таблица 1. Основные технические характеристики термометров БТ-51.211

Параметр	Значение / Варианты исполнения
Класс точности	1,0; 1,5; 2,5 (в соответствии с ГОСТ 2045-71). Наиболее распространен класс 1,5.
Диапазоны измерения температуры	От -60°C до 0°C; от 0°C до +50°C; от 0°C до +100°C; от 0°C до +150°C; от 0°C до +200°C; от 0°C до +300°C; от 0°C до +400°C; от 0°C до +500°C. Наиболее востребованы диапазоны до +150°C и +200°C.
Диаметр корпуса (циферблата)	63 мм, 100 мм, 150 мм, 160 мм. Чем больше диаметр, тем выше точность отсчета показаний.
Длина погружной части (штока) — L	Стандартный ряд: 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000 мм. Изготавливается по заказу.
Материал штока (гильзы)	Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, AISI 304/321), углеродистая сталь с гальваническим покрытием.
Присоединительная резьба (гарнитура)	М20х1.5; G½»; G¾»; G1″; ½» NPT; ¾» NPT. Резьба может быть радиальной (осевое расположение) или осевой (угловое расположение, модель БТ-52.211).
Рабочее давление в среде	До 6,3 МПа (63 бар) при использовании штока из нержавеющей стали. Зависит от длины и диаметра штока, а также типа резьбового соединения.
Степень защиты корпуса	Обычно IP54 (защита от пыли и брызг воды).
Климатическое исполнение	УХЛ, ХЛ, Т (для умеренно-холодного, холодного и тропического климата).

Области применения и особенности монтажа

Термометры БТ-51.211 находят применение во всех отраслях, где требуется локальный визуальный контроль температуры без передачи сигнала на расстояние.

• Энергетика: Контроль температуры масла в маслонаполненном оборудовании (трансформаторы, реакторы), температуры теплоносителя в системах подогрева, температуры в контурах систем охлаждения.
• ЖКХ и теплоснабжение: Измерение температуры теплоносителя на вводе и выводе из теплового пункта (ИТП, ЦТП), в элеваторных узлах, на стояках и коллекторах.
• Промышленность: Контроль температуры в технологических емкостях, трубопроводах с водой, паром, маслами, химическими реагентами (совместимыми с материалом штока), в системах вентиляции и кондиционирования.
• Нефтегазовая отрасль: Измерение температуры в резервуарах, на трубопроводах низкого и среднего давления.

Правила монтажа

Корректная установка гарантирует точность и долговечность прибора.

1. Выбор длины штока: Длина погружной части (L) должна быть такой, чтобы чувствительный элемент находился в центре потока измеряемой среды. Минимальная глубина погружения указывается в паспорте (обычно не менее 2/3 от L).
2. Место установки: Устанавливается в гильзу (погружную втулку) или непосредственно в резьбовой патрубок с использованием уплотнения (лента ФУМ, нить, графитовая сальниковая набивка).
3. Ориентация: Циферблат должен быть легко читаемым для оператора. Осевая конструкция БТ-51.211 предполагает, что шток расположен на одной оси с циферблатом, что важно учитывать при планировании точки монтажа.
4. Запрещается: Применять инструмент, воздействующий непосредственно на корпус или стекло, для затяжки. Использовать ключ следует только на присоединительной гарнитуре (штуцере). Нельзя превышать допустимое рабочее давление для конкретной модификации.

Отличия от других типов термометров и смежные модели

В линейке биметаллических термометров выделяют несколько типов по расположению штока:

• Осевые (БТ-51.211): Шток и циферблат расположены на одной оси. Наиболее компактны по глубине.
• Радиальные (БТ-50.211): Шток расположен под углом 90° к плоскости циферблата. Циферблат в этом случае всегда ориентирован вертикально вверх при горизонтальном монтаже штока.
• Универсальные (с поворотной головкой): Позволяют разворачивать циферблат относительно штока на любой угол для удобства считывания.

По сравнению с манометрическими термометрами (где используется жидкость или газ в капиллярной системе) биметаллические БТ-51.211 более устойчивы к вибрациям, не имеют капилляра, который можно повредить, и проще в устройстве. В сравнении с электронными термометрами они проигрывают в точности и возможности дистанционной передачи данных, но выигрывают в надежности, независимости от электропитания и стоимости.

Поверка, техническое обслуживание и срок службы

Термометры БТ-51.211 являются средством измерения и 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 точках шкалы. Обслуживание заключается в визуальном контроле целостности, чистке стекла и корпуса, проверке герметичности соединения. Средний срок службы при правильной эксплуатации превышает 10 лет. Основные причины выхода из строя: механическое повреждение штока или стекла, необратимая деформация биметаллического элемента из-за перегрева сверх верхнего предела шкалы, износ кинематического механизма.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно выбрать длину штока (L) для термометра БТ-51.211?

Длина погружной части должна быть такой, чтобы чувствительный элемент (расположенный на конце штока) находился в зоне измеряемой температуры. Для трубопроводов рекомендуется выбирать длину, равную диаметру трубы (или длине гильзы), чтобы конец штока доходил до центра потока. Важно учитывать монтажные размеры: резьба должна быть полностью завернута, а шток не должен упираться в противоположную стенку.

Чем отличается класс точности 1,0 от 2,5?

Класс точности определяет допустимую основную приведенную погрешность. Для термометра с диапазоном 0…+200°C:

• Класс 1,0: погрешность ±(200°C
• 1,0/100) = ±2°C.
• Класс 2,5: погрешность ±(200°C
• 2,5/100) = ±5°C.

Чем меньше число, тем точнее прибор. Для большинства технологических процессов в энергетике достаточен класс 1,5.

Можно ли использовать термометр БТ-51.211 для измерения температуры пара под давлением?

Да, при условии, что рабочее давление среды не превышает паспортное значение для конкретной модификации (обычно до 6,3 МПа). Критически важно, чтобы материал штока (предпочтительна нержавеющая сталь) и тип резьбового соединения соответствовали условиям эксплуатации. Рекомендуется установка в гильзу или сифонный отводник для защиты биметаллического элемента от прямого воздействия высокоскоростного потока пара.

Что делать, если стрелка термометра не двигается или показывает явно неверное значение?

Возможные причины и действия:

1. Механическое заедание: Легкое постукивание по корпусу может устранить заклинивание. Если не помогает — требуется демонтаж и ремонт/замена.
2. Деформация биметалла: Чаще всего возникает из-за превышения верхнего предела шкалы. Прибор требует замены.
3. Неправильное погружение: Проверить, достаточна ли длина штока и находится ли чувствительный элемент в среде.
4. Разгерметизация: Запотевание или попадание влаги под стекло указывает на потерю герметичности. Прибор подлежит замене.

Самостоятельный ремонт, кроме внешней очистки, не рекомендуется. Нарушение пломбы приводит к необходимости внеочередной поверки.

Какой материал штока предпочтительнее: нержавеющая или углеродистая сталь?

Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, AISI 304) является универсальным и рекомендуемым выбором. Она коррозионно-стойкая, подходит для воды, пара, масел, многих химических сред, имеет более высокий предел рабочего давления и увеличенный срок службы. Углеродистая сталь с покрытием применяется для неагрессивных сред (вода, воздух) и бюджетных решений, но склонна к ржавлению.

Требуется ли теплопроводная паста при установке термометра в гильзу?

Да, ее использование настоятельно рекомендуется. Заполнение зазора между стенкой гильзы и штоком термометра теплопроводной пастой (например, на основе меди или алюминия) значительно улучшает теплопередачу от стенок гильзы к чувствительному элементу, сокращая время отклика прибора и повышая точность измерения.