Термометры показывающие (дилатометрические) для воды и других жидкостей являются неотъемлемым элементом систем контроля и управления в энергетике, ЖКХ, промышленных установках. Их основная функция – непрерывное визуальное отображение температуры рабочей среды в реальном времени на шкале со стрелочным указателем. В отличие от термометров манометрического типа, показывающие термометры не требуют для работы внешнего источника энергии, обладают высокой надежностью и устойчивостью к внешним воздействиям.
В основе работы большинства показывающих термометров для воды лежит дилатометрический принцип, использующий зависимость объема (или линейного размера) вещества от температуры. Конструктивно прибор состоит из нескольких ключевых элементов:
В зависимости от типа рабочего вещества и принципа преобразования, выделяют следующие основные виды:
Принцип действия основан на разном коэффициенте линейного расширения двух прочно соединенных металлических пластин (биметаллической спирали или пластины). При нагреве пластина изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом расширения, что через механизм приводит к повороту стрелки. Основные преимущества: высокая механическая прочность, устойчивость к вибрациям, не требуют капилляра. Недостаток: относительно меньшая точность по сравнению с жидкостными.
Система (термобаллон, капилляр, измерительная пружина) заполнена жидкостью (чаще всего керосином, силиконовым маслом, толуолом). При нагреве объем жидкости увеличивается, давление в системе растет, деформируя упругую манометрическую пружину, которая приводит в движение стрелку. Отличаются высокой точностью и возможностью передачи показаний на расстояние за счет длины капилляра (до 60 м).
Работают на принципе изменения давления инертного газа (азота) в замкнутой системе в зависимости от температуры. Обладают практически линейной шкалой, стабильностью показаний, могут использоваться для более высоких температур по сравнению с жидкостными.
Сравнительные характеристики основных типов представлены в таблице 1.
| Параметр | Биметаллический | Жидкостный | Газовый |
|---|---|---|---|
| Принцип действия | Деформация биметалла | Тепловое расширение жидкости | Изменение давления газа |
| Типичный диапазон измерений для воды | -70…+600 °C | -40…+400 °C | -200…+600 °C |
| Класс точности | 1.0, 1.5, 2.5 | 0.5, 1.0, 1.5 | 1.0, 1.5 |
| Длина капилляра | Не требуется | До 60 м | До 60 м |
| Устойчивость к вибрации | Высокая | Средняя (зависит от исполнения) | Средняя |
| Влияние атмосферного давления и температуры окружающей среды | Минимальное | Есть, требуют компенсации | Есть, требуют компенсации |
Для установки в системы водоснабжения, отопления, технологические контуры в энергетике используются различные исполнения корпусов и присоединительных элементов.
Выбор конкретной модели определяется техническими условиями эксплуатации:
Правильная установка – залог долговечности и точности прибора. Ключевые требования:
Показывающий (стрелочный) термометр – полностью автономное аналоговое устройство, не требующее электропитания, обладающее высокой надежностью и стойкостью к электромагнитным помехам. Цифровой термометр требует источника питания, предоставляет данные в цифровом виде, часто имеет интерфейсы для передачи данных, но может быть чувствителен к условиям окружающей среды и помехам.
Возможные причины: повреждение капилляра (для жидкостных/газовых), разгерметизация системы, механическое заедание передаточного механизма, неполное погружение термобаллона. Необходимо демонтировать прибор и отправить на поверку/ремонт. Самостоятельный ремонт не рекомендуется.
В современных моделях используется два основных метода: 1) Компенсационный биметаллический элемент в измерительном механизме, автоматически корректирующий перемещение. 2) Использование двойного капилляра и двойной пружины, где один контур компенсирует влияние температуры на измерительный узел.
Да, но с обязательным учетом химической совместимости материала термобаллона и гильзы (паспортная стойкость) с измеряемой средой. Также может потребоваться индивидуальная градуировка шкалы, так как теплофизические свойства жидкостей различаются.
Класс точности 1.5 означает, что допустимая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1.5% от его диапазона измерений. Например, для термометра со шкалой 0…100 °C максимально допустимая погрешность в любой точке шкалы составит ±1.5 °C.
Длина гильзы должна быть такой, чтобы чувствительный элемент находился в центре потока среды. Минимальная длина – не менее 1/2 диаметра трубопровода. Стандартные длины: 60, 100, 150, 200 мм и более. При монтаже в трубопровод большого диаметра или резервуар используются защитные гильзы (гильзы термометров) с последующей установкой в них термометра.
Показывающие термометры для воды остаются критически важными приборами для визуального локального контроля в энергетике и смежных отраслях. Их надежность, автономность и долговечность обеспечивают безопасность и стабильность технологических процессов. Правильный выбор типа, исполнения и соблюдение правил монтажа и эксплуатации позволяют эксплуатировать эти приборы на протяжении всего межповерочного интервала без потери точности. В современных системах они часто дублируют или резервируют данные цифровых датчиков, формируя отказоустойчивую систему контроля температуры.