В. А. Никитин с. В. Бойко

Жидкостные манометрические термометры

В качестве термометрического вещества здесь используется ртуть под давлением 10-15 МПа при комнатной температуре или толуол, ксилол, пропиловый спирт, силиконовые жидкости и т. п. при давлении 0,5-5 МПа. При ртутном заполнении диапазон измерений лежит в пределах - 30-600 °С, а для органических жидкостей 150-300 °С.

Ввиду того, что жидкость практически несжимаема, объем термобаллона в жидкостных манометрических термометрах в отличие от газовых должен быть согласован со свойствами используемой манометрической пружины.
При изменении температуры в диапазоне от начальной t_H до конечной t_K
из термобаллона объемом V_T вытесняется жидкость объемом V_T . Изменение можно вычислить по формуле (14.37) /8/

T Ж
V  V 
 3 t
 t ,


(14.37)

H

K
где
_Ж - температурный коэффициент объемного расширения жидкости;


- коэффициент линейного расширения материала термобаллона. Этот вытесненный объем вследствие охлаждения от t_K до температуры

окружающего воздуха t_В дойдет до значения V_T , при котором давление в

термосистеме изменится на
P , а объем манометрической пружины изменится

на V_М , причем величина

V_М должна быть равна V_T . Вытесненный объем

расчитывается по формуле (14.38) /8/

V_M
 V ^ 



T
1 
V_T
t  t ^,


(14.38)

Ж K H
Решая (14.37) и (14.38) совместно, получим (14.39) /8/

_{V } V_M 1   _Ж t_K
 t_В 

Ж
^T   3 t
K

• 
  t_H 
  

, (14.39)

Из выражения (14.39) следует, что объем термобаллона тем меньше, чем

больше диапазон измерения термометра и увеличивается с ростом
V_М . Что

касается рабочего давления P , то в отличие от газовых термометров в

жидкостных манометрических термометрах P
не зависит ни от диапазона

измерения t_K -t_H, ни от начального давления Рн для определенного наполнителя. Здесь решающее значение имеет V_М , т. е. для пружин различной жесткости в одном и том же диапазоне температур будет иметь место различное рабочее давление. В силу значительного давления в системе, предохраняющего жидкость от закипания, погрешность от изменения барометрического давления в жидкостных манометрических системах отсутствует. В жидкостных манометрических термометрах, как и в газовых, имеет место погрешность от изменения температуры окружающей среды. Для уменьшения этой погрешности принимаются те же меры, которые принимались для газовых термометров. Кроме того, для компенсации указанной погрешности как для жидкостных, так и для газовых манометрических термометров, используют инварный компенсатор. Действие этого компенсатора основано на том, что в капиллярную трубку помещается проволока из инвара и рабочее вещество оказывается в кольцевом зазоре между проволокой и стенкой капилляра. Диаметр проволоки выбирают таким, чтобы при повышении температуры в капилляре приращение кольцевого зазора было тем же, что и приращение объема жидкости в зазоре.
Манометрическим жидкостным термометрам свойственна гидростатическая погрешность, вызванная различным расположением манометра относительно термобаллона по высоте. Эта погрешность может быть устранена после монтажа прибора путем смещения указателя прибора на нужное значение по шкале.

6.