Осевой термометр – это специализированный прибор для измерения температуры поверхности трубопроводов, технологических аппаратов, корпусов электрических машин и силового оборудования в энергетике и промышленности. Его ключевая особенность заключается в конструкции, при которой измерительный элемент (термобаллон) расположен на одной оси со штоком и защитной гильзой, а показания снимаются с циферблата, находящегося в верхней части прибора. Это обеспечивает компактный монтаж в условиях ограниченного пространства и высокую механическую прочность.
Осевые термометры относятся к классу механических (биметаллических) термометров. Их работа основана на свойстве биметаллической спирали или пластины, состоящей из двух прочно соединенных металлов с разным коэффициентом линейного расширения, деформироваться при изменении температуры. Эта деформация через систему кинематического механизма преобразуется во вращательное движение стрелки, указывающей на температуру по калиброванной шкале.
Основные компоненты осевого термометра:
Осевые термометры находят широкое применение благодаря своей надежности, автономности (не требуют питания) и стойкости к вибрациям.
Осевые термометры классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют выбор для конкретной задачи.
Класс точности определяет максимально допустимую погрешность измерения.
Диапазон выбирается исходя из рабочих условий. Стандартные диапазоны для биметаллических термометров:
| Диапазон, °C | Типовое применение |
|---|---|
| -60…+40 | Холодильные установки, низкотемпературные среды |
| 0…+100 | Системы ГВС, технологические воды |
| 0…+150 | Перегретая вода, масло, паровые системы низкого давления |
| 0…+300 | Пар, перегретые теплоносители, дымовые газы |
| 0…+400 | Высокотемпературные технологические процессы |
| 0…+500 | Специальные применения (выхлопные системы, печи) |
Материалы определяют коррозионную стойкость и механическую прочность.
| Компонент | Материалы | Особенности и применение |
|---|---|---|
| Корпус (головка) | Алюминиевый сплав, нержавеющая сталь AISI 304/316, сталь с покрытием | Нержавеющая сталь – для агрессивных и взрывоопасных сред (Ex-исполнение). |
| Шток (гильза) | Нержавеющая сталь AISI 304, 316, 321 | AISI 316L – повышенная стойкость к кислотам и хлоридам. |
| Контактная втулка | Нержавеющая сталь, латунь | Латунь применяется в неагрессивных средах. |
| Чувствительный элемент | Биметалл на основе инвара и никель-хромового сплава | Обеспечивает стабильные характеристики в заявленном диапазоне. |
| Защитный колпачок | Поликарбонат, закаленное стекло, тритан | Поликарбонат – ударопрочный, тритан – стойкий к царапинам и химикатам. |
Влияет на удобство считывания показаний. Стандартные диаметры: 63 мм, 80 мм, 100 мм, 125 мм, 150 мм.
Длина погружной части (L) – критически важный параметр. Она должна быть не менее глубины монтажной гильзы или отверстия, чтобы термобаллон правильно воспринимал температуру среды. Стандартные длины: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 мм и более.
Правильный монтаж – залог точных измерений и долговечности прибора.
Преимущества:
Ограничения:
Основное отличие – угол между осью штока и осью циферблата. У осевого термометра они сонаправлены (0°), у радиального – перпендикулярны (90°). Осевые удобны для монтажа в ограниченном пространстве над трубой, радиальные – для монтажа сбоку, когда труба расположена на уровне глаз оператора.
Длина погружной части (L) должна быть равна или превышать длину монтажной гильзы (бурта). Рекомендуется выбирать так, чтобы чувствительный элемент находился в центре потока измеряемой среды. Например, для трубопровода Ду100 с установленной гильзой длиной 100 мм необходим термометр с L=100 мм или 150 мм.
На трубопроводах и сосудах, работающих под давлением, установка без гильзы запрещена правилами безопасности. Гильза обеспечивает герметичность и позволяет производить замену прибора без остановки и разгерметизации системы. Исключение – измерения на открытых поверхностях оборудования (например, корпуса двигателей).
Класс защиты IP (Ingress Protection) указывает на степень защиты корпуса от проникновения твердых тел и воды. Для промышленных термометров стандартом является IP65 (пыленепроницаемый и защищенный от струй воды) или IP67 (допускает кратковременное погружение в воду).
Межповерочный интервал (МПИ) устанавливается для конкретной модели при утверждении типа средств измерений и указывается в свидетельстве о поверке. Для большинства промышленных биметаллических термометров МПИ составляет 2-4 года. На объектах критической важности в энергетике интервал может быть сокращен внутренними регламентами.
Возможные причины: повреждение биметаллического элемента от перегрева выше верхнего предела шкалы, попадание влаги внутрь корпуса и коррозия механизма, механическая деформация штока, разгерметизация. Такой прибор подлежит демонтажу и отправке на ремонт/поверку в специализированную организацию. Самостоятельный ремонт не рекомендуется.
Да, существуют комбинированные модели. Помимо циферблата, они оснащаются дополнительным устройством: электрическим контактным устройством для сигнализации (одна или две уставки) или даже малогабаритным термопреобразователем сопротивления (например, Pt100), встроенным в термобаллон. Это позволяет одновременно вести локальный визуальный контроль и дистанционную передачу сигнала на АСУ ТП.
Осевые биметаллические термометры остаются незаменимым инструментом для надежного и наглядного локального контроля температуры в энергетике и на промышленных предприятиях. Их выбор требует учета множества параметров: диапазона измерений, класса точности, длины погружения, материалов исполнения и условий монтажа. Правильный подбор, квалифицированная установка и соблюдение регламентов поверки обеспечивают длительную и безотказную работу этих приборов, способствуя безопасной и эффективной эксплуатации технологического оборудования.