Manometrik termometrlar

4-MA’RUZA
MANOMETRIK TERMOMETRLAR
Manometrik termometrlarning ishlashi berk xajmdagi gaz, suyuqlik yoki bug‘ning bosimini temperatura ta’sirida о‘zgarishiga asoslangan.
О‘lchov asbobi qanday ishchi modda bilan tо‘ldirilganiga qarab, manometrik termometrlar gazli, suyuqlikli va bug‘-suyuqlikli turlarga bо‘linadi.
Rasm. 10.
О‘lchov asbobi (rasm.10) termoballon 1, kapillyar trubka 2 va manometrik qism 3-6 (trubasimon truba 3, ushlagich 4, uzatgich (povodok) 5 va tishli sektor 6) dan tashkil topgan. О‘lchov asbobining butun tizimi ishchi modda bilan tо‘ldiriladi. Termoballon temperaturani о‘lchash obyektiga о‘rnatiladi. Temperaturaning ortishi bilan masalan, butun berk tizimda bosim ortishi kuzatiladi. Bosim ortishi manometrik prujinani deformatsiyalanishiga va uning erkin uchi uzatish mexanizmi orqali о‘lchov asbobi strelkasini burishiga sabab bо‘ladi.
Tizimda bosimning о‘zgarishi bilan trubasimon prujinaga ta’sir etayotgan tizimdagi bosim va atrof muxit bosimlari orasidagi farqga proporsional ravishda hosil bо‘layotgan kuch о‘zgarishni boshlaydi va bu о‘zgarish trubasimon prujina bikirligi bilan muvozanatlanguncha davom etadi.
Trubasimon prujina bir о‘ramli va kо‘p о‘ramli kо‘rinishda tayyorlanishi mumkin (rasm.10.). Termoballon (rasm.11.) odatda zanglamas pо‘latdan, kapillyar trubka esa, ichki diametri 0,2-0,4 mm bо‘lgan mis yoki pо‘lat trubkalardan tayyorlanib, tashqi tomondan u metall о‘ramlar bilan ximoyalangan bо‘ladi.
Manometrik termometrlarga quyidagi qо‘shimcha xatoliklar mansub:
1. Atmosfera bosimi о‘zgarishining ta’siri – barometrik xatolik;
2. Atrof muxit temperaturasi о‘zgarishining ta’siri – temperatura xatoligi;
3. Termaballon va trubasimon prujina о‘rnatilishiga qarab suyuqlik gidrostatik bosimining ta’siri – gidrostatik xatolik.
1 – ximoyalovchi gilza;
2 – termoballlon;
3 – gilzani tо‘ldiruvchi modda;
4 – futorka;
5 - kapillyar trubka;
6 – vtulka;
7 – pastki ajratuvchi shayba;
8 - uplotnitelnaya nabivka;
9 – tepadagi ajratuvchi shayba.
Gazli manometrik termometrlar termodinamik xususiyatlari ideal gazlarga yaqin bо‘lgan azot bilan tо‘ldiriladi. Bu о‘lchov asboblarining shkalalari bir tekis bо‘ladi, chunki, о‘zgarmas xajmda joylashgan gazning bosimi temperatura о‘zgarishiga proporsional о‘zgaradi, ya’ni
- gazning temperatura kengayish koeffitsiyenti;
t, t0 – о‘lchanayotgan va boshlang‘ich (00S) temperatura;
R0 – boshlang‘ich bosim, t0 temperaturada;
- temperaturani t0 dan t gacha о‘zgargandagi bosimning о‘zgarishi.
bu yerda,
R0 – odatda 1,0-5,0 MPa va ba’zi xollarda 7,0 MPa gacha chegarada bо‘lishi mumkin va uning qiymati qancha katta bо‘lsa, barometrik xatolik shuncha kam bо‘ladi.
Atrof muxit temperaturasining о‘zgarishi bilan о‘lchashda ma’lum xatolik paydo bо‘ladi va uni quyidagicha hisoblash mumkin:
Vm; Vk Vb - manometrik prujina, kapillyar va termoballon xajmlari;
tm, tk - manometrik prujina va kapillyar temperaturasi;
t0 - graduirovka temperaturasi (200S).
Bu tenglamalardan kо‘rinib turibdiki, kapillyar uzunligi qancha katta bо‘lsa, xatolik shuncha katta bо‘ladi. Atrof muxit temperaturasi о‘zgarishining ta’sirini kamaytirish uchun, termoballon xajmini oshirish kerak.
Suyuqlikli manometrik termometrlar tо‘ldiriladigan suyuqliklarga quyidagi talablar qо‘yiladi: xajmiy kengayish koeffitsiyenti katta bо‘lishi kerak; issiqlik о‘tkazuvchanligi katta bо‘lishi kerak; kichik issiqlik sig‘imiga ega bо‘lishi kerak; termometr materialiga kimyoviy inert bо‘lishi kerak. Bu talablarga simob va ksilol javob beradi (simob -30 + 6000S; ksilol -40+2000S).
Temperatura о‘zgarishiga mos ravishda tizimdagi bosimning о‘zgarishini quyidagicha ifodalash mumkin:
bu yerda,
- suyuqlikni xajmiy kengayish koeffitsiyenti;
-suyuqlikni siqilish koeffitsiyenti.
Bu о‘lchov asboblarining shkalasi, bosimning temperaturadan chiziqli bog‘liqligi sababli bir tekisda bо‘ladi.
Suyuqlikli manometrik termometrlarning temperatura xatoligi gazli termometrlarnikidan yuqoriroq bо‘lganligi sababli ularning kapillyarining uzunligi 10 m dan oshmaydi.
Barometrik xatolikni kamaytirish maqsadida suyuqlik 15-20 kgs/sm2 (ba’zi xollarda 130 kgs/sm2 gacha) bosimda tо‘ldiriladi. Gidrostatik xatolik о‘lchov asbobi prujinasi va strelkasini korrektirovkalash yо‘li bilan yо‘qotiladi (termoballon prujinadan yuqorida о‘rnatilganda, suyuqlikning temperatura о‘zgarishidan hosil bо‘lgan bosimiga suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi qо‘shiladi, agar pastda bо‘lsa, unda о‘lchov asbobi shu miqdorga kam kо‘rsatadi).
Par-suyuqlikli manometrik termometrlar odatda termoballonning 2/3 xajmi miqdorida past temperaturada qaynovchi suyuqlik bilan tо‘ldiriladi (xlorli metil 0 -1500S, atseton 60 + 2000S, benzol 100 - 2500S). Ularning ishlashi Dalton qonuniga asoslangan bо‘lib, u moddaning kritik temperaturasigacha, tо‘yingan bug‘ning bosimi va temperaturasi orasidagi bog‘liqlikni ifodalaydi. Temperaturaning ortishi bilan suyuqlikning bug‘lanishi ortadi va bug‘ning bosimi (uprugosti) ortadi, bu esa, bug‘ning kondensatsiyalanishining ortishiga sabab bо‘ladi. Tо‘yingan bug‘ temperaturaga mos ravishda, ma’lum muvozanat bosimigacha о‘zgaradi.
Bu о‘lchov asboblarida temperatura xatoliklari bо‘lmaydi, lekin gidrostatik, ayniqsa barometrik xatoliklarning о‘lchov asbobi kо‘rsatishiga ta’siri sezilarli bо‘ladi. Chunki tizimdagi bosimning qiymati nisbatan kichik bо‘ladi. Bu о‘lchov asboblariga qо‘yiladigan asosiy talablardan biri shuki, kichik temperaturalarni о‘lchaganda tizimda tо‘yingan bug‘ bо‘lishi kerak, yuqori temperaturalarni о‘lchaganda esa, termoballonda suyuqlik qolishi kerak.
Bu о‘lchov asboblarining kamchiliklariga о‘lchash chegarasining kichikligi va о‘lchanayotgan temperatura bilan tо‘yingan bug‘ bosimi orasidagi chiziqsiz bog‘liqlik sababli, shkalaning bir tekisda emasligi, ya’ni, shkala boshlanishida bо‘limlarning zich joylashgani va oxiriga borib, bо‘limlar kengayib borishi kiradi.
Katta bosimda yoki agressiv muxitda temperaturani о‘lchaganda termoballon obyektga moy yoki mis qirindilari bilan tо‘ldirilgan ximoyalovchi gilzada о‘rnatiladi.
Manometrik termometrlarning kamchiliklariga quyidagilarni kiritish mumkin: о‘lchash aniqligining yuqori emasligi (aniqlik sinfi 1-2,5); termoballon о‘lchamlarining kattaligi sababli inersiyasining kattaligi; tizim germetikasi buzilganda ta’mirlashning qiyinligi.
Ikkilamchi о‘lchov asboblari bilan ishlash uchun ma’lumotlarni masofaga uzatish tizimi bor manometrik termometrlar ishlatiladi. Bu о‘lchov asboblarda temperaturaning о‘zgarishi proporsional unifikatsiyalangan (pnevmatik yoki elektr) signalga aylantirilib ikkilamchi asboblarga uzatiladi (masalan: pnevmatik va elektr signal о‘zgartirgichli manometrik termometrlar TPG-189P, TPG-189E yoki TPJ-189P, TPJ-189E).