ТЕРМОМЕТР Российский патент 1994 года по МПК G01K5/32 

Изобретение относится к измерительным приборам, а именно к жидкостным термометрам.

Известен термометр, содержащий термобаллон, разделенный жесткой перегородкой на две полости, заполненные веществами с различными термическими коэффициентами давления, например метиленхлоридом и раствором метиленхлорида с 1-10% -ным содержанием пентина.

В термометр введена дополнительная шкала, при этом каждая из шкал размещена вдоль одного из капилляров, частично заполненных нейтральной жидкостью со стороны преобразователя давления.

Для фиксации измеряемой температуры в капилляре с нейтральной жидкостью дифференциального преобразователя давления установлен запорный элемент.

Недостатком термометра является ограниченный диапазон измеряемой среды, связанный с наличием двойной шкалы и указанием конкретных данных по легкокипящим жидкостям.

Наличие запорного органа на капилляре с нейтральной жидкостью, с учетом механического его открытия и закрытия, приведет к изменению объема нейтральной жидкости, а следовательно, и высоты столба нейтральной жидкости (положения мениска), что отрицательно скажется на точности измеряемой температуры.

Кроме того, конструкция термобаллонов не препятствует при определенном положении термометра попаданию (пробулькиванию) воздуха из капилляров со стороны дифференциального преобразователя давления непосредственно в термобаллон, а также жидкой фазы из термобаллона в капилляры, что приводит к изменению внутреннего баланса давлений в капиллярах и изменению показаний термометра (высота столба нейтральной жидкости) при измерении одних и тех же температур.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, связанных с увеличением точности и диапазона измеряемой температуры, а также обеспечением стабильности показаний термометра.

Цель достигается тем, что в жидкостном термометре полости термобаллона заполнены веществами, имеющими общую точку пересечения кривых зависимости давления насыщенного пара от температуры в измеряемом диапазоне температур, а плотность нейтральной жидкости составляет 800-1300 кг/м³.

В качестве запорного элемента используется обратный клапан, устанавливаемый в капилляре с нейтральной жидкостью, а сами капиллярные трубки опущены внутрь полостей термобаллона на расстояние, отстающее от дна термобаллона на величину 1-2 мм, причем на расстоянии 10-20 мм от термобаллона на капиллярных трубках выполнены расширительные полости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Термометр состоит из термобаллона 1, разделенного жесткой перегородкой 2 на две полости А и Б, соединенные капиллярными трубками 3 и 4 с обратным клапаном 5. Внутренняя полость капиллярных трубок 3 и 4 со стороны преобразователя давления частично заполнена нейтральной жидкостью 6, а полости А и Б - легкокипящими углеводородами, имеющими одинаковое давление насыщенных паров в контрольной точке, например, при температуре 32оС.

Концы капилляров 3 и 4 опущены в полости А и Б термобаллона 1 на величину, отстающую от дна на 1-2 мм, причем на расстоянии 10-20 мм от термобаллона на капиллярных трубках выполнены расширительные полости 7 с внутренним диаметром, равным 8-10 диаметров капилляров. Между капиллярами 3 и 4 установлена двойная шкала 8.

При измерении температуры среды (тела) в полостях А и Б устанавливаются давления насыщенных паров Р1 и Р2 соответственно, разность которых компенсируется (уравновешивается) высотой столба h нейтральной жидкости 6.

При превышении давления в полости Б над давлением в полости А нейтральная жидкость 6 из капилляра 4, преодолевая сопротивление обратного клапана 5, поступает в капилляр 3 до тех пор, пока разность давлений в полостях А и Б не уравновесится.

При этом происходит фиксация измеренной температуры, превышающей по величине контрольную точку, так как при остывании жидкостей до температуры окружающей среды давление в полости А остановится выше, чем в полости Б, но шарик обратного клапана под действием собственного веса прижимается к седлу обратного клапана 5 и препятствует поступлению нейтральной жидкости 6 из капилляра 3 в капилляр 4. Для того, чтобы преодолеть обратный клапан 5, нужно встряхнуть термометр и отжать шарик обратного клапана от седла.

Расширительные полости 7 на капиллярах 3 и 4 выполняют функцию испарителей, так как без них испарение происходит на площади, равной площади капилляра, и вместо паровой фазы в капилляры 3 и 4 начинает поступать жидкая фаза из термобаллона 1, при этом воздух из капилляров 3 и 4 проникает в полости термобаллона А и Б, что приводит к уменьшению давления воздуха в капиллярах 3 и 4, а следовательно, изменению баланса давлений в них и стабильности показаний термометра.

Для исключения такой возможности концы капиллярных трубок 3 и 4 опущены к самому дну полостей термобаллона 1, что создает эффект "непроливашки" и предотвращает проникновение воздуха из капилляров 3 и 4 в полости термобаллона А и Б.

Возможность применения нейтральной жидкости 6 с разной плотностью от 800-до 1300 кг/м³ позволит обеспечить требуемую точность измерения температуры с учетом подобранных пар легкокипящих жидкостей.

Использование изобретения позволит стабилизировать работу термометра, расширить сферу его применения и повысить точность измерения температуры. (56) Авторское свидетельство СССР N 1760368, кл. G 01 K 5/32, 1990.

Использование: измерение температуры жидкостными термометрами . Сущность изобретения: в применении двух веществ, имеющих общую точку пересечения кривых зависимости давления от темпеературы, помещенных в герметичные полости термобаллона и разделенных между собой нейтральной жидкостью, которая уравновешивает давление указанных веществ и высота столба которой является величиной измеряемой температуры, что позволяет обеспечить высокую точность измеряемой температуры в различных диапазонах температур, при этом обеспечивается фиксация температур, превышающих по величине контрольную точку. 3 з. п. ф - лы, 1 ил.

ТЕРМОМЕТР , содеpжащий теpмобаллон, pазделенный жесткой пеpегоpодкой на две полости, заполненные веществами с pазличными теpмическими коэффициентами давления и соединенные капилляpами с диффеpенциальным пpеобpазователем давления, снабженным капилляpом с нейтpальной жидкостью и установленным в нем запоpным элементом, а также двумя шкалами, pазмещенными вдоль капилляpов, отличающийся тем, что заполняющие полости вещества имеют общую точку пеpесечения кpивых зависимости давления от темпеpатуpы в измеpяемом диапазоне темпеpатуp, а плотность нейтpальной жидкости составляет 800 - 1300 кг/м³.