Прибор измеряющий температуру: Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

• Виды термометров по принципу действия
  • Контактные
  • Термометры сопротивления
  • Электронные термопары
  • Манометрические
  • Бесконтактные пирометр
• Виды термометров по использованию

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей.

Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой.

При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается).
   Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Пирометры: приборы для точных измерений

1. На Главную
2. Пирометры: приборы для точных измерений

Температура – очень важный параметр для измерения в промышленности и научно-технических разработках. В этих областях ключевое значение имеет высокая точность, для чего необходимо использовать инфракрасные термометры (также известные как пирометры). Комбинация пирометра и проникающего термометра позволяет одновременно измерять температуру на поверхности и внутри объекта. Пирометры, среди прочего, имеют следующие преимущества:

• Быстрое бесконтактное измерение температуры поверхности
• Простое измерение в труднодоступных местах
• Точная технология для самых жёстких требований
• Надёжный прибор для измерения температуры

Проникающие/ИК-термометры h3>

К приборам

Помимо инфракрасного измерения температуры поверхности, также измеряет внутреннюю температуру с помощью проникающего зонда.

Проникающий инфракрасный h3>

К приборам

Универсальные приборы для измерения внутренней и поверхностной температуры. Идеально подходят для контроля при приемке товара.

Термометры со съемными зондами h3>

К приборам

Когда вы хотите измерить не только внутреннюю температуру, но и температуру поверхности или воздуха.

Проникающий зонд

h3>

К зондам

Большой выбор разных моделей и возможность изготовления зондов по индивидуальному заказу.

Измерение температуры с помощью пирометра

Пирометр считается самым удобным и универсальным прибором для измерения температуры. При его использовании необходимо учитывать такие параметры, как коэффициент излучения и расстояние до объекта. Чтобы вы использовали пирометры правильно, в каждом приборе Testo хранится таблица коэффициентов излучения, с помощью которой можно быстро установить правильный коэффициент. Кроме того, важную роль играет расстояние до измеряемого объекта: для точного измерения оператор должен быть достаточно далеко от объекта, так чтобы вся область измерения попадала на объект. Чем дальше вы от измеряемого объекта, тем больше будет область измерения.

Также важно выбрать правильный пирометр. Вам лучше заранее задать себе вопрос, для чего конкретно вам нужен этот измерительный прибор. Достаточно ли вам определить температуру на поверхности объекта, или нужно также измерить температуру внутри него? Если так, то вам лучше всего подойдет комбинированный прибор, совмещающий в себе пирометр и проникающий термометр. Другой важный момент – нужно ли вам передавать данные измерений на мобильное устройство. Такие приборы, как смарт-зонды дают возможность передавать эти данные в мобильное приложение Testo Smart Probes, где можно их просматривать в виде таблицы или диаграммы.

При измерениях температуры с помощью пирометров важно учитывать следующие аспекты:

• Область измерения (диапазон измерений зависит от расстояния до объекта)
• Окружающая температура
• Измеряемая поверхность – коэффициент излучения
• Необходимость в дополнительном измерении контактным способом

testo 805i

testo 805i – смарт-зонд ИК-термометр, управляемый со смартфона

Для бесконтактного измерения поверхностной температуры стен, труб и компонентов систем кондиционирования воздуха.

Инфракрасный термометр: точное измерение на расстоянии

Пирометры используются для точечных инфракрасных измерений. Температуру поверхности можно определить без контакта с ней. Во многих случаях, важно получить значения температуры в отдельных точках и определить, нагревается объект или охлаждается. Для пирометров даже измерения в труднодоступных местах или в удаленных точках не представляют проблемы.

Свяжитесь с нами

Мы будем рады ответить на ваши вопросы

+7 (495) 532-35-00

[email protected]

Лазер в измерениях температуры

Современные пирометры создаются так, чтобы соответствовать самым строгим требованиям, а многолетний опыт Testo в разработке пирометров очевиден. Эти инновационные приборы для измерения поверхностной температуры идеальны в тех случаях, когда невозможно измерить температуру контактным или проникающим способом. Прибор для измерения поверхностной температуры, называемый инфракрасным термометром, измеряет быстро, эффективно и точно.

Пирометры для самых сложных задач

Простые термоиндикаторы не используются для любых задач в промышленности, техническом обслуживании или повседневной жизни. Термополоски довольно просты в применении: они просто наклеиваются на объект измерения и меняют цвет под влиянием температуры на его поверхности.

Существует множество вариантов термоиндикаторов для широкого круга задач. Однако пирометры, дающие точные результаты с помощью бесконтактного измерения благодаря их инновационной технологии, используются намного шире.

Скачать краткое руководство h3>

Правильное измерение температуры пищевых продуктов с помощью ИК-термометров.

Скачать

Термометр, работающий со смартфоном

Существует ли такая вещь, как термометр, который измеряет точно и может передавать полученные данные на смартфон? Да, безусловно, потому что Testo уже давно предлагает такую технологию. Различные термометры и приборы для других величин могут использоваться в виде набора смарт-зондов. Такая технология позволяет передавать данные в приложение, установленное на смартфоне, где их удобно просматривать и анализировать в любое время.

Кроме пирометров можно использовать тепловизоры, которые позволяют выявлять мостики холода в зданиях, а также тестировать механические системы и электрические распределительные щитки на наличие источников аномального нагрева.

Свяжитесь с нами

Мы будем рады ответить на ваши вопросы

+7 (495) 532-35-00

[email protected]

Тепловизоры

класса Hi-end

 

h3>

Подробнее

Благодаря большому размеру детектора позволяют получать точнейшие термограммы мегапиксельного качества для контроля компонентов малого размера.
Идеальные тепловизоры для исследований и разработки.

Техобслуживание

Универсальные

тепловизоры

 

h3>

Подробнее

Удобное управление, прочная конструкция и практичные функции.
Идеальные тепловизоры для контроля состояния зданий и других повседневных задач.

 

Поиск протечек

Контроль качества

Энергоаудит

Тепловизоры для

профессиональных задач h3>

Подробнее

Визуализируют самые незначительные разницы температур и имеют сменные объективы.
Идеальные тепловизоры для технического обслуживания и других профессиональных задач.

 

Основные типы устройств для измерения температуры

Мало кто знает, что на самом деле существует несколько различных способов и устройств для измерения температуры. Температура — это просто энергетический уровень материи, который можно отследить по изменению этой материи. Существует множество инструментов, которые измеряют температуру разных объектов по-разному. В частности, существует семь основных типов измерительных устройств. Вот семь типов устройств, которые чаще всего используются для измерения температуры.

Термопары

Термопары представляют собой устройства, работающие под напряжением, которые показывают изменение температуры путем изменения напряжения. При повышении температуры объекта вместе с ней будет возрастать и напряжение с термопары, хотя и не линейно.

Само устройство обычно хранится с металлическим или керамическим внешним покрытием для защиты от высоких температур и других типов окружающей среды. Можно использовать и другие типы покрытий, например, тефлон, защищающий от кислот и щелочных растворов.

Резистивные термометры

Эти устройства являются электрическими, но они не используют напряжение для определения температуры. Скорее, они используют сопротивление измеряемого объекта для измерения и записи его температуры. Существуют два основных типа резистивных устройств – металлические резистивные температурные устройства и термисторы.

Эти устройства проще в использовании, чем термопары, потому что их показания обычно линейны и легко поддаются расшифровке. Однако термопары более резистивны и защищены, чем резистивные устройства.

Инфракрасные датчики

Эти устройства хороши тем, что могут считывать температуру объекта, не прикасаясь к нему. Они особенно полезны для измерения температуры больных людей и приобрели популярность во время пандемии Covid-19.

Инфракрасные датчики оснащены технологией, которая превращает тепло, выделяемое данным объектом, в свет, а затем измеряет и записывает воспринимаемый свет. Они чрезвычайно точны и быстры, что делает их незаменимыми устройствами для измерения температуры в различных ситуациях.

Биметаллические устройства

Это интересные устройства, поскольку они измеряют температуру металлов путем измерения и регистрации расширения этих металлов при нагревании. Внутри самого устройства два металла соединены вместе и соединены с указателем.

При нагревании одна сторона устройства расширяется больше, чем другая. Эти устройства не такие точные или оптимизированные, как другие, но они хороши своей портативностью и простотой использования.

Термометры

Термометры, наиболее известные устройства для измерения температуры, работают с использованием расширяющихся жидкостей для измерения и регистрации температуры рассматриваемых объектов. На самом деле существует два типа термометров – ртутные и жидкостные.

Ртутные термометры все еще используются, но быстро устаревают из-за использования органических термометров и инфракрасных сканеров. Ртутные термометры также используются реже, потому что ртуть считается загрязнителем окружающей среды.

Датчики изменения состояния

Один из самых интересных датчиков температуры, датчик изменения состояния измеряет изменение состояния данного материала, которое инициируется добавлением или уменьшением тепла. Существует много коммерчески жизнеспособных применений этих типов датчиков, например, в этикетках, гранулах, цветных карандашах или лаках.

Несмотря на то, что они эффективны и точны, эти датчики часто требуют длительного времени для проведения измерений, и их показания могут быть трудночитаемыми. Однако, поскольку для их работы не требуется электричество, они часто используются во многих различных отраслях промышленности.

Кремниевый диод

Эти типы измерительных устройств были недавно разработаны специально для криогенных условий. Диод будет проводить и измерять температуру объекта линейным и легко читаемым образом.

Хотя они точны и быстры, показания датчика сильно зависят от системы, в которую он интегрирован, что является уникальной ситуацией для устройства, измеряющего температуру. Эти устройства используются для конкретных и узконаучных ситуаций.

7 основных типов датчиков измерения температуры

Об авторе:

Роб Д. Янг — профессиональный автор контента. Персональный сайт rdywriting.com, также посетите страницу его блога searchenginejournal.com.

Температура определяется как энергетический уровень материи, о котором можно судить по некоторым изменениям в этой материи. Датчики для измерения температуры бывают самыми разными и имеют одну общую черту: все они измеряют температуру, регистрируя некоторые изменения физических характеристик.

 

Семь основных типов датчиков измерения температуры или устройств контроля температуры, обсуждаемых здесь, – это термопары, резистивные датчики температуры (терморезисторы, термисторы), инфракрасные излучатели, биметаллические устройства, устройства расширения жидкости, молекулярные датчики изменения состояния и кремниевые диоды.

 

1. Термопары

Термопары представляют собой устройства измерения напряжения, которые измеряют температуру при изменении напряжения. По мере повышения температуры выходное напряжение термопары увеличивается — не обязательно линейно.

 

Часто термопара располагается внутри металлического или керамического экрана, защищающего ее от воздействия различных сред. Термопары в металлической оболочке также доступны со многими типами внешних покрытий, например, с тефлоновым, для безотказной работы в кислотах и ​​растворах сильных щелочей.

 

СВЯЗАННЫЕ: Термопары и датчики температуры

2. Резистивные устройства для измерения температуры

Резистивные устройства для измерения температуры также являются электрическими. Вместо того, чтобы использовать напряжение, как это делает термопара, они используют другую характеристику вещества, которая изменяется с температурой, — его сопротивление. Компания OMEGA Engineering, Inc. в Стэмфорде, штат Коннектикут, имеет дело с двумя типами резистивных устройств: металлическими резистивными термометрами (RTD) и термисторами.

 

Как правило, термометры сопротивления более линейны, чем термопары. Они увеличиваются в положительном направлении, при этом сопротивление увеличивается с повышением температуры. С другой стороны, термистор имеет совершенно другую конструкцию. Это чрезвычайно нелинейное полупроводниковое устройство, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры.

3. Инфракрасные датчики

Инфракрасные датчики являются бесконтактными датчиками. Например, если вы поднесете типичный инфракрасный датчик к передней части стола без контакта, датчик сообщит вам температуру стола благодаря своему излучению — вероятно, 68 ° F при нормальной комнатной температуре.

 

При бесконтактном измерении ледяной воды ее температура будет чуть ниже 0°C из-за испарения, что несколько снижает ожидаемое значение температуры.

СВЯЗАННЫЕ: Инфракрасные и каталитические шариковые технологии для датчиков газа: плюсы и минусы

4.

Биметаллические устройства

Биметаллические устройства используют расширение металлов при нагревании. В этих устройствах для контроля температуры два металла соединены вместе и механически связаны со стрелкой. При нагревании одна сторона биметаллической полосы расширяется больше, чем другая. И при правильном приспособлении к указателю отображается измерение температуры .

 

Преимуществами биметаллических устройств являются портативность и независимость от источника питания. Однако они обычно не так точны, как электрические устройства, и вы не можете легко записать значение температуры, как с электрическими устройствами, такими как термопары или термометры сопротивления; но портативность является определенным преимуществом для правильного приложения.

5. Термометры

Термометры – это хорошо известные устройства расширения жидкости, которые также используются для измерения температуры. Вообще говоря, они делятся на две основные категории: ртутные и органические, обычно красные, жидкие. Разница между ними заметна, потому что ртутные устройства имеют определенные ограничения, когда речь идет о том, как их можно безопасно транспортировать или перевозить.

 

Например, ртуть считается загрязнителем окружающей среды, поэтому ее поломка может быть опасной. Обязательно ознакомьтесь с действующими ограничениями на авиаперевозку ртутных продуктов перед отправкой.

 

6. Датчики изменения состояния

Датчики температуры изменения состояния измеряют именно это – изменение состояния материала, вызванное изменением температуры, например, при переходе от льда к воде и потом париться. Коммерчески доступные устройства этого типа имеют форму этикеток, шариков, цветных карандашей или лаков.

 

Например, этикетки можно использовать на конденсатоотводчиках. Когда ловушку нужно отрегулировать, она становится горячей; тогда белая точка на этикетке укажет на повышение температуры, став черной. Точка остается черной, даже если температура возвращается к норме.

 

Метки изменения состояния указывают на измерение температуры в °F и °C. В устройствах такого типа белая точка становится черной при превышении указанной температуры; и это необратимый датчик, который остается черным после изменения цвета. Этикетки температуры полезны, когда вам нужно подтверждение того, что температура не превышала определенного уровня, возможно, по техническим или юридическим причинам во время транспортировки. Поскольку устройства с изменением состояния не являются электрическими, как и биметаллическая пластина, они имеют преимущество в некоторых приложениях. Некоторые формы этого семейства сенсоров (лак, мелки) не меняют цвет; следы, сделанные ими, просто исчезают. Пеллетный вариант визуально деформируется или полностью тает.

 

Ограничения включают относительно медленное время отклика. Поэтому, если у вас есть резкий скачок температуры вверх, а затем очень быстро снижается, видимой реакции может и не быть. Точность также не так высока, как у большинства других устройств, обычно используемых в промышленности. Однако в области применения, где вам нужна нереверсивная индикация, не требующая электропитания, они очень практичны.

 

Другие двусторонние этикетки работают по совершенно другому принципу, используя жидкокристаллический дисплей. Дисплей меняет цвет с черного на оттенок коричневого, синего или зеленого, в зависимости от достигнутой температуры.

 

Например, типичная этикетка полностью черная, если температура ниже измеряемой. По мере повышения температуры в точке, скажем, 33°F появляется цвет — сначала синий, затем зеленый и, наконец, коричневый, когда он достигает заданной температуры. В любом конкретном жидкокристаллическом устройстве вы обычно увидите два цветных пятна, расположенных рядом друг с другом: синее чуть ниже индикатора температуры и коричневое чуть выше. Это позволяет вам оценить температуру, скажем, между 85° и 9°С.0°F.

 

Несмотря на то, что он не является абсолютно точным, его преимущества заключаются в том, что он представляет собой небольшой прочный неэлектрический индикатор, который постоянно обновляет показания температуры.