Термометры БТ 4

Термометры биметаллические БТ 4: устройство, принцип действия и технические характеристики

Термометр биметаллический БТ 4 представляет собой показывающий прибор для измерения температуры поверхностей (в основном трубопроводов) в стационарных условиях. Он относится к приборам прямого действия, не требующим внешнего источника питания. Основная сфера применения – системы теплоснабжения, горячего водоснабжения, вентиляции, а также технологические процессы в энергетике, ЖКХ и промышленности, где необходим надежный, простой и визуальный контроль температуры.

Устройство и принцип работы

Конструкция термометра БТ 4 базируется на физическом принципе деформации биметаллического элемента при изменении температуры. Основные компоненты прибора:

• Биметаллическая спираль или пластина: Чувствительный элемент, состоящий из двух прочно соединенных металлических полос с различными коэффициентами линейного расширения (например, инвар и немагнитная сталь). При нагреве один из металлов расширяется больше, чем другой, что вызывает изгиб (деформацию) всего элемента.
• Механизм передачи: Система рычагов и трибко-секторного механизма, преобразующая малую деформацию спирали в значительное угловое перемещение стрелки.
• Стрелка и циферблат: Стрелка, закрепленная на оси, указывает на градуированной шкале значение измеряемой температуры. Циферблат имеет четкую разметку.
• Корпус и защитное стекло: Корпус, обычно из стали или алюминиевого сплава, защищает механизм от внешних воздействий. Стекло (часто минеральное) обеспечивает обзор шкалы.
• Гильза (погружаемая часть) и присоединительная часть: Гильза из нержавеющей или углеродистой стали предназначена для погружения в среду или контакта с поверхностью. Присоединительная часть имеет резьбу для монтажа.

Принцип работы: Биметаллический элемент, расположенный в гильзе, деформируется пропорционально температуре контролируемой поверхности или среды. Это движение через передаточный механизм вызывает поворот стрелки на определенный угол, соответствующий температуре по шкале.

Конструктивное исполнение и модификации

Термометры БТ 4 различаются по типу монтажа и форме корпуса. Основные исполнения:

• БТ 4.1 – Осевое (радиальное) исполнение. Присоединительная гильза расположена по оси, перпендикулярной плоскости циферблата. Гильза находится сзади корпуса.
• БТ 4.2 – Тыльниковое (аксиальное) исполнение. Присоединительная гильза расположена по оси, параллельной плоскости циферблата. Гильза выходит из нижней части корпуса.
• БТ 4.3 – Универсальное (угловое) исполнение. Корпус прибора соединен с гильзой через переходник, позволяющий разворачивать циферблат относительно гильзы для удобства считывания показаний.

Кроме того, термометры классифицируются по диаметру корпуса (например, 63, 80, 100, 125, 160 мм), длине погружаемой части гильзы (L, обычно от 60 до 500 мм) и типу присоединения (резьба: G½, M16x1.5, M20x1.5 и др.).

Основные технические характеристики

Термометры БТ 4 изготавливаются в соответствии с техническими условиями ТУ 25-2021-002 и другими нормативными документами. Ключевые параметры представлены в таблице.

Таблица 1. Основные технические характеристики термометров БТ 4

Параметр	Значение / Диапазон	Примечание
Диапазон измеряемых температур	От -60°C до +600°C	Выпускаются в различных диапазонах: -60…+40°C, 0…+50°C, 0…+100°C, 0…+120°C, 0…+150°C, 0…+200°C, 0…+300°C, 0…+400°C, 0…+500°C, 0…+600°C.
Класс точности	1,0; 1,5; 2,5	Наиболее распространен класс точности 1,5. Класс 1,0 – повышенной точности.
Диаметр корпуса	63, 80, 100, 125, 160 мм	Наиболее ходовые размеры – 100 и 125 мм.
Длина погружаемой части (гильзы), L	От 60 до 500 мм (стандартный ряд)	Выбирается в зависимости от диаметра трубопровода и условий монтажа.
Присоединительная резьба	G½, M16x1.5, M20x1.5, ½» NPT	Резьба G½ (дюймовая трубная) является одной из самых распространенных.
Рабочее давление в гильзе	До 6,4 МПа (64 кгс/см²)	Зависит от материала и конструкции гильзы.
Рабочая среда	Неагрессивные жидкости, газы, пар	Материал гильзы (латунь, сталь 20, 12Х18Н10Т) должен быть коррозионно-стойким к среде.
Степень защиты корпуса	IP54, IP55	Защита от пыли и брызг воды.
Климатическое исполнение	У, УХЛ, Т	Для эксплуатации в умеренном, холодном и тропическом климате.

Правила выбора и монтажа

Корректный выбор и монтаж напрямую влияют на точность измерений и долговечность термометра.

Критерии выбора:

• Диапазон измерений: Рабочая температура должна находиться в пределах 2/3 шкалы прибора.
• Длина погружаемой части (L): Должна быть достаточной для того, чтобы чувствительный элемент находился в центре потока среды. Минимальная длина – до середины оси трубопровода. Рекомендуется выбирать длину гильзы не менее 40-60 мм для трубопроводов малого диаметра.
• Присоединительная резьба: Должна соответствовать резьбе посадочного места (трубной бобышки, гильзы, тройника).
• Класс точности: Для технологического контроля обычно достаточно 1,5 или 2,5. Для коммерческого учета или точных измерений – 1,0.
• Диаметр корпуса: Определяется удобством считывания показаний с расстояния.
• Исполнение: Выбирается исходя из расположения посадочного места и требуемой ориентации циферблата.
• Материал гильзы: Для агрессивных сред (пар, химические вещества) – нержавеющая сталь 12Х18Н10Т. Для воды, неагрессивных жидкостей и газов – сталь 20 или латунь.

Требования к монтажу:

• Монтаж производится на вертикальных или горизонтальных трубопроводах. Гильза должна быть направлена навстречу потоку среды или находиться в изгибе (отводе) трубопровода.
• Обязательна установка в защитную гильзу (пушку) или термометрический карман, если среда находится под высоким давлением, имеет высокую скорость потока или является агрессивной. Это позволяет извлекать термометр без остановки процесса.
• Резьбовое соединение должно быть герметизировано (лента ФУМ, уплотнительная нить, термостойкая паста).
• При монтаже запрещается прикладывать усилие к корпусу прибора. Затяжка производится только за шестигранник у основания гильзы.
• Циферблат должен быть ориентирован так, чтобы показания легко считывались с рабочей площадки или прохода.

Поверка, обслуживание и неисправности

Термометры БТ 4 подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 2-4 года. Поверка осуществляется методом сравнения с показаниями эталонного термометра в жидкостных термостатах при нескольких температурах в пределах шкалы.

Обслуживание заключается в визуальном контроле целостности, чистке стекла и корпуса, проверке надежности крепления. Ремонтопригодность ограничена. Основные неисправности и их причины:

• Стрелка не двигается или залипает: Загрязнение механизма, деформация биметалла, коррозия.
• Показания занижены или завышены: Нарушение калибровки, ослабление крепления стрелки, износ механизма.
• Разгерметизация, запотевание стекла: Повреждение уплотнения.
• Стрелка не возвращается к началу шкалы: Механическое повреждение биметаллического элемента или спирали.

В большинстве случаев неисправный термометр подлежит замене, так как ремонт в условиях эксплуатации часто нерентабелен.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами термометров

Преимущества:

• Полная автономность и энергонезависимость.
• Простота конструкции, высокая надежность и виброустойчивость.
• Низкая стоимость и длительный срок службы.
• Наглядность и простота считывания показаний.
• Не требуют обслуживания в процессе эксплуатации.

Недостатки:

• Относительно невысокая точность по сравнению с эталонными жидкостными или электронными термометрами.
• Механическая инерционность (большее время установления показаний).
• Отсутствие возможности дистанционной передачи показаний, регистрации данных, сигнализации.
• Подверженность механическим повреждениям (стекло, стрелка).
• Ограничение по монтажу – необходимость прямого контакта гильзы со средой.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается БТ 4.1 от БТ 4.2 и какой выбрать?

Отличие в ориентации гильзы относительно циферблата. БТ 4.1 (осевой): гильза сзади, удобен, когда ось монтажного отверстия направлена прямо на наблюдателя. БТ 4.2 (тыльниковый): гильза снизу, удобен при монтаже на горизонтальном трубопроводе сверху, когда циферблат должен смотреть вверх. Выбор зависит исключительно от геометрии посадочного места и требуемого положения шкалы.

Как правильно подобрать длину погружаемой части L?

Длина гильзы должна обеспечивать попадание чувствительного элемента (расположенного в конце гильзы) в центральную часть потока среды. Для трубопроводов рекомендуется: L ≥ D/2 + 20…30 мм, где D – внутренний диаметр трубопровода. Стандартный ряд длин: 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500 мм. При сомнениях лучше выбрать чуть большую длину.

Можно ли использовать БТ 4 для измерения температуры под давлением?

Да, можно. Но критически важно, чтобы рабочее давление среды не превышало максимально допустимое давление для гильзы термометра (указано в паспорте, обычно до 6.4 МПа). Для сред с давлением выше 2.5 МПа или с высокой скоростью потока настоятельно рекомендуется установка термометра в отдельный термометрический карман (гильзу).

Почему термометр может показывать неточную температуру?

Причины могут быть следующие: 1) Неправильный монтаж (малая глубина погружения, гильза не в потоке). 2) Отсутствие теплопроводной пасты при поверхностном монтаже. 3) Естественный износ механизма или размагничивание. 4) Механическое повреждение (удар). 5) Истек срок поверки, и прибор имеет недопустимую погрешность. 6) Влияние внешней температуры (солнечный нагрев, сквозняк) на корпус.

Какой класс точности 1,5 или 2,5 лучше?

Класс точности 1,5 означает меньшую допустимую основную приведенную погрешность (±1.5% от диапазона шкалы), чем у класса 2.5 (±2.5%). Следовательно, термометр класса 1.5 точнее. Для ответственных измерений, коммерческого учета или точного контроля технологического процесса следует выбирать прибор класса 1.0 или 1.5. Для общего визуального контроля, где важна тенденция изменения, а не абсолютное значение, достаточно класса 2.5.

Требуется ли поверка термометров БТ 4 при вводе в эксплуатацию?

Если термометр используется для технологического контроля и его показания не служат основанием для коммерческих расчетов, то первичная поверка на заводе-изготовителе часто считается достаточной. Однако многие эксплуатирующие организации, особенно в энергетике, требуют обязательной первичной поверки в аккредитованной лаборатории перед установкой. Периодическая поверка в процессе эксплуатации обязательна для всех приборов учета и часто рекомендуется для контрольных точек.

Что делать, если стрелка термометра не двигается с места?

Если при явном изменении температуры среды стрелка остается на месте (например, на нуле или в другом положении), наиболее вероятна механическая поломка внутри прибора (обрыв биметаллического элемента, заедание в передаточном механизме). Такой термометр неремонтопригоден в условиях эксплуатации и подлежит замене. Перед заменой стоит убедиться, что проблема именно в приборе, а не в отсутствии температуры в месте установки (например, перекрыта задвижка).

Заключение

Термометры биметаллические БТ 4 остаются востребованным и надежным средством для локального контроля температуры в энергетике и промышленности благодаря своей простоте, автономности и долговечности. Правильный выбор типоразмера, длины погружаемой части, материала и класса точности в соответствии с условиями эксплуатации и требованиями технологического процесса является ключом к получению достоверных данных. Несмотря на развитие цифровых систем, эти приборы продолжают выполнять важную функцию резервного или основного визуального контроля на трубопроводах, теплообменном оборудовании и резервуарах.