Манометрические термометры: методы и средства поверки

 

4. Конструкция манометрического термометра

По конструкции  манометрические термометры всех типов  практически одинаковы и состоят  из следующих основных деталей:, термометрического баллона, капиллярной трубки и манометра. Термометрический баллон у приборов первой группы полностью заполнен соответствующим рабочим веществом, а у приборов второй группы — на 2/з жидкостью, пары которой заполняют остальной объем. Капиллярную трубку , соединяющую баллон с манометром, н полую пружину  заполняют высококипящей жидкостью (часто — водно-глицериновой смесью). При нагревании или охлаждении давление в баллоне изменяется и через жидкость, заполняющую капилляр, действует на стенки пружины, раскручивающейся при повышении давления и скручивающейся при понижении его. Возникающее при этом движение свободного конца пружины передается через передаточную тягу  и зубчатый сектор  стрелке . Шкала прибора, по которой проводится отсчет, градуирована в градусах Цельсия. На показания приборов первой группы оказывает влияние температура капиллярной трубки, если она отличается от градировочной температуры. Для уменьшения, этой погрешности термометрический баллон имеет объем, во много раз превышающий объем капиллярной трубки. Однако полное устранение погрешности достигается лишь введением специальных компенсирующих устройств. У приборов третьей группы, т. е. у паровых термометров, этого недостатка нет, так как при изменении температуры капилляра объем заполняющей его жидкости изменяется, что приводит к движению жидкости или к баллону, или от него, а следовательно, и к изменению парового пространства в баллоне. Однако у паровых термометров имеется другой недостаток, заключающийся в том, что шкала их неравномерная, она сжата в начале и растянута в конце, что зависит от давления пара над поверхностью жидкости.

1.5 Использование термометра манометрического 

Областями применения термометров могут быть различные отрасли промышленности, где используются установки, в которых  электроконтактные термометры управляют внешними электрическими цепями нагревательных элементов. Бывает газовый, парожидкостный и жидкостный манометрический термометр, все зависит от вещества, которое его заполняет.

Места, в которых  термобаллон присоединяется к манометру, являются наиболее подверженными поломке из всей конструкции манометрических термометров. Поэтому, при проведении монтажа этих устройств, следует проявлять особую аккуратность и внимательность. Термометры манометрические имеют очень широкий диапазон температур, и поэтому могут применяться в самых различных отраслях: машиностроении, пищевой промышленности, холодильном оборудовании и многих других.

Термометры самопишущие (на дисковой бумаге) 

-ТГС-711М1

-ТГС-712М1

-ТГ2С-711М1

-ТГ2С-712М1

Термометры производственно-технического назначения 

Термометры биметаллические  показывающие ТБ 

-МЕТЕР ТБ-1

-ТБ-1

-ТБ-2

-ТБ-1Р

-ТБ-2Р

-ТБ-1РС

-ТБ-1С

-ТБ-1Сд

-ТБ-2РС

-ТБ-2С

-ТБ-2Сд

Термометры газовые (конденсационные) показывающие дистанционные сигнализирующие(3)

-ТКП-100Эк-М1, ТГП-100Эк-М1

-ТГП-16СгВ3Т4, ТКП-16СгВ3Т4

-Термометр ТКП-160 

 

 

Рассмотрим один из видов термометра показывающий дистанционное сигнализирующие оборудование.

1.6 Описание термометра ТКП – 100Эк

Принцип действия данного термометра основан на строгой  зависимости давления насыщенных паров  заполнителя термосистеме от температуры измеряемой среды. Изменение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем через термобаллон из латуни либо стали 12Х18Н10Т и преобразуется в изменение давления, которое в свою очередь по капилляру передается в манометрическую пружину. Манометрическая пружина под действием давления разворачивается и через систему тяг поворачивает ось и сидящую на ней показывающую стрелку. Электроконтактные термометры ТКП-100Эк состоят из измерительного и сигнализирующего устройств. Пределы температуры задаются двумя указателями.

1.6.1 Основные технические характеристики термометра

Таблица 2 Технические характеристики термометра

Характеристики	Значения
Пределы измерений, °C	от -25 до +75; от 0 до +120; от +100 до +200; от +200 до +300
Классы точности термометров ТКП100Эк	2,5; 1,5
Длина соединительного  капилляра электроконтактных термометров, м	0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0
Длина погружения термобаллона термометров ТКП-100Эк, мм	160; 200; 250; 315; 400
Диаметр термобаллона, мм	16 (стандартный)
	12 (специальное  исполнение)
Климатические исполнения	В4 по ГОСТ 15150
Температура окружающего  воздуха, °C	от -50 до +60 при  В4
Виброустойчивость, группа	L3 по ГОСТ 12997
Относительная влажность  окружающего воздуха при температуре +35 °C, %, не более	98
Давление измеряемой среды, МПа, не более	1,6 (без защитной  гильзы)
	25 (с защитной  гильзой)
Напряжение внешних  коммутирующих цепей переменного  тока, В	до 220 В частотой 50 Гц
Разрывная мощность контактов показывающего  устройства, В·А	30
Присоединительная резьба, мм	М27×2-6g
Масса термометра ТКП-100Эк, кг	2,5
Средний срок службы, лет, не менее	10
Материал термобаллона	латунь ЛС 59-1
	нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
Заполнитель системы  в зависимости от предела измерений, °C:
- хладон 22 по ГОСТ 8502-88	от -25 до +75
- метил хлористый  технический по ГОСТ 12794-80	от 0 до +120
- ацетон по  ГОСТ 2718-84	от 100 до +200
- толуол по  ГОСТ 5789-78	от +200 до +300
Вид защитной оболочки капилляра для электроконтактных  термометров:
- медная	А (по спецзаказу)
- полиэтиленовая	Б (стандартная)
Изготавливаются по техническим условиям	СНИЦ 405.153.005 ТУ (Термометры манометрические показывающие электроконтактные  ТКП-100Эк)
Сертификат утверждения  типа средств измерений. Внесены  в Госреестр средств измерений, прошедших государственные испытания, под регистрационным номером	№ 28700-05
Описание типа средства измерений	Приложение к сертификату
Сертификат соответствия по добровольной сертификации ГОСТ-Р	РОСС RU.МЕ48.Н02417
Код ОКП	42 1114
Код ТН ВЭД	9025 19 8009
Межповерочный интервал	1 год

Срок  изготовления манометрических электроконтактных  термометров в зависимости от диаметра термобаллона может составлять до 10 - 15 дней (d = 16 мм, латунь) и до 25 - 30 дней (d = 12 мм нержавеющая сталь).

1.7 Достоинства и недостатки манометрического термометра

    Достоинствами манометрических термометров являются: сравни тельная простота конструкции и применения, возможность дистанционного измерения температуры (передачи показаний на расстояние) и возможность автоматической записи показаний.

К недостаткам  манометрических термометров относятся: относительно невысокая точность измерения (класс точности 1,6; 2,5 или 4,0 и реже 1,0); небольшое расстояние дистанционной передачи показаний (не более 60 м) и трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

  Термометры манометрические методы и средства поверки

  Настоящий стандарт располагается на показывающие и самопишущие манометрические термометры, предназначенные для измерения температуры от минус 150 градусов и до плюс 600 градусов, с длинной погружения не более 400 мм, изготовляемые по ГОСТ 16920 – 93, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

   

     2.1 Операции поверки

 

2.1.1 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 3

Таблица 3 Операции для проведения поверки

Наименование  операции	Номер пункта стандарта	Обязательность  проведения операции при выпуске  из производства и ремонта	Обязательность проведения операции при эксплуатации и хранении
Внешний осмотр	6.1	Да	Да
Определение метрологических  параметров	6.2
Проверка электрической  прочности и эксплотации	6.2.1	Да(при выпуске из производства или после ремонта электрических цепей)	Нет
Определение сопротивления  изоляции	6.2.2	Да	Нет
Проверка самопишущего устройства	6.2.3	Да	Да
Определение погрешности хода диаграммной бумаги	6.2.4	Да	Да
Определение основной погрешности показаний, записи и  выходных сигналов	6.2.5	Да	Да
Определение вариации показаний, записи и значений выходных сигналов	6.2.6	Да	Да
Определение погрешности  и вариации срабатывания  сигнального устройства	6.2.7	Да	Да

    2.2 Средства поверки

 

    2.2.1 При проведение поверки необходимо применять средства, указанные ниже

 Образцовые средства поверки:

- образцовые ртутные  стеклянные термометры 2-3 – разряда, типов ТР 1, ТР 2, ТР 3, диапазон измерения 0  С -300 С с метрологическими параметрами по ГОСТ 8.558-93, диапазон измерения 243,15- К с метрологическими параметрами по НТД;

- образцовый медьконстантановый термоэлектрический термометр 2-го разряда, диапазон измерения 73,15-273,15 К с метрологическими параметрами по НТД;

- образцовый платиновый термометр сопротивления 2-го разряда, типа ПТС-10, диапазон измерения 0 С -630,74 С с метрологическими параметрами по ГОСТ 8.558-93;

- образцовый платинородий  – платиновый термоэлектрический  термометр 3-го размера, типа  ППО, диапазон измерения 300 С-1200 С с метрологическими параметрами по ГОСТ 8.558-93;

- образцовая измерительная  катушка сопротивления 2-го разряда,  тип Р-331.

Вспомогательные средства поверки:

- низкоомный потенциометр  типа Р 363-3, класс 0,005;

- магазин сопротивления  типа МСР-63,класс 0,05, диапазон  измерения 0,035-111111,1 Ом;

- миллиамперметр  типа М1104,класс 0,2, пределы измерения  от 0 до 3 мА и от 0 до 20 мА;

- мост постоянного тока типа Р39, класс 0,02;

- нормальный элемент  по ГОСТ 1954-82, класс 0,02;

- манометр по НТД, класс 0,16;

- нулевой термостат  (или сосуд Дьюара) типа ТН-12, воспроизводимая  температура 0 С, градиент температуры в рабочем пространстве не более 0,1 К/м;

- паровой термостат типа ТП-5, воспроизводимая температура ( температура паров кипящей воды) 100 С, градиент температуры в рабочем пространстве не более 0,1 К/м;

- водяной термостат  типа ТВ-4, диапазон температур  от минус 5 С до плюс 95 С, градиент температуры в рабочей камере не более 0,1 К/м;

- масляный термостат  типа ТМ-3, диапазон температуры  от 95 С до 300 С, градиент температуры в рабочем пространстве не более 0,1 К/м. В интервале температур 90 С-150 С применяют индустриальное масло И-50А по ГОСТ 20799-88, в интервале температур 150 С-300 С - цилиндровое масло 52 по ГОСТ 6411-76;

- оловянный термостат  типа ТО-3, диапазон температур  от 300 С до 600 С, градиент температуры в рабочем пространстве не более 0,5 К/м, заполняют оловом марки 01 по ГОСТ 1027-67;

- криостат типа  ГСП-5, диапазон температур 73,15 до 273,15 К, градиент температуре в рабочем пространстве не более 0,1 К/м;

- стабилизатор  напряжения постоянного тока  типа П36-2, выходные напряжение (1,5±0,3) В; (2,8±0,4) В; (4,0±0,4) В;

- установка для  питания приборов с пневмоническим выходным сигналом, давление воздуха питания (1,4±0,04) кгс/см2, допустимое содержание влаги, масла, пыли по ГОСТ 17433-80 и ГОСТ 24484-80;

- установка для  питания приборов с электрическим  выходным сигналом; отклонения напряжения  питания от номинального назначения ±2%, максимальный коэффициент высших гармоник 5%, частота питания переменного тока (50±0,5) Ги. В комплект установки входят: выпрямитель напряжения, тип БЗ-2, выходное напряжение постоянного тока 1-250 В, преобразователь напряжения, тип ППТ-0/50, выходное напряжение(220±6,6),частота (50±0,5) Ги, стабилизатор напряжения типа СН-500 М, выходное напряжение (220±3,3) В;

- установка для  поверки электрической прочности  и изоляции типа УПУ-1 м, мощность  не менее 0,25 кВт;

- ртутные термометры  типа ТЛ-16 по ГОСТ 28498-90, пределы  измерения 0 С-40 С, цена деления 0,5 С;

- мегомметр типа  М 1101 М, номинальное напряжение 500 В, класс точности 1,0;

- ледогенератор типа ЛГ-150;

- частотомер типа Ф 552, погрешность измерения не более 0,1 Ги;

- хронометр по  НТД;

- барометр типа  ИР, предел допускаемой основной погрешности ±30 Па;

- лупа типа  ЛП 1 по ГОСТ 25706-83, с увеличением  2,5-7;

- этиловый гидролизный  спирт по ГОСТ 17299-78;

- жидкий азот  по ГОСТ 9293-74;

- твердую двуокись углерода по ГОСТ 12162-77;

2.2.2 Допускается применять другие вновь разработанные или находящиеся в применении средства поверки, прошедшие метрологическую аттестацию в органах государственной или, с их разрешения, ведомственной метрологической службы, удовлетворяющие по точности требованиям настоящего стандарта.

2.2.3 Предел допускаемой  основной погрешности образцовых  приборов должен быть не менее  чем в четыре раза меньше  предела допускаемой основной  погрешности проверяемых приборов.

 

 2.3 Условия поверки

 

При проведении поверки  должны быть соблюдены следующие  условия:

- температура  окружающего воздуха (20±2) С –  для термометра класса 1,0 и более  точных;

- относительная  влажность воздуха 30%-80%;

- барометрическое давление (100000±3300) Па;

- отклонения давления  питания от его номинального  значения не более ±3% (для термометров  с пневматическим выходным сигналом);