Термометр Советский патент 1992 года по МПК G01K5/32 

Предлагаемое изобретение относится к области измерительных приборов, а именно к жидкостным термометрам.

Известен дифференциальный газовый термометр, состоящий из двух заполненных газом баллонов, соединенных между собой капилляром со столбиком жидкости и капилляром для уравнивания давлений в баллонах, причем для установки столбика жидкости на нуль второй капилляр выполнен с эластичной средней частью, снабженной зажимами.

Недостатком данного термометра является возможность измерения только разности температур воды или газа, при этом отсутствует возможность фиксировать полученный результат,

Прототипом предлагаемого устройства является манометрический термометр, содержащий термобаллон, разделенный жесткой перегородкой на две полости, заполненные веществами с различными термическими коэффициентами давления, в качестве которых используется газ с разной

плотностью, причем одна из полостей термобаллона частично заполнена легкокипящей жидкостью.

Недостатками прототипа являются:

различные термические коэффициенты давления для легкокипящей жидкости и газа, которые выражаются логарифмической зависимостью для жидкости InPs f(1/T) и пропорциональной зависимостью для газа Р f(T), в связи с чем измерительная шкала будет неравномерной;

фиксация крайних значений измеряемой температуры с помощью указателя, помещенного в столб промежуточной жидкости, предполагает только горизонтальное его расположение, что неприемлемо при работе с жидкостными термометрами (например, медицинским градусником).

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание экологически чистого термометра с уменьшенными габаритами при одновременном повышении чувствительности и воз(Л

С

1 о io

СО

о со

можностью фиксации значения замеренной температуры изотермического тела в течение длительного времени по всей шкале.

Поставленная цель достигается тем, что в термометр введена дополнительная шкала, а обе полости термобаллона заполнены легкокипящими жидкостями с разными термическими коэффициентами давления, например в качестве одного из веществ использован метиленхлорид, а другого - 1- 10%-ный раствор метиленхлорида с пенти- ном, 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.

Сущность изобретения основана на том, что давление насыщенных паров жидкости имеет логарифмическую зависимость от температуры измеряемой среды и может быть выражено уравнением

lnPs A-T.(1)

где Ps - давление насыщенных паров жидкости;

Т - температура измеряемой среды;

А,В,С - постоянные коэффициенты (для данной жидкости).

При измерении температуры термобаллон, разделенный жесткой перегородкой на две полости, помещают в измеряемую среду, в результате чего в них согласно уравнению (1), устанавливаются соответствующие значения давлений насыщенных паров, разность которых компенсируется (уравновешивается) высотой столба нейтральной (промежуточной) жидкости, помещенной в капилляр. Высота столба промежуточной жидкости может быть выражена уравнением

Р2-Р1

h

(2)

РЗ -g

где h - высота столба промежуточной жидкости;

P2,Pi давление насыщенных паров жидкостей в термобаллоне;

- плотность промежуточной жидкости;

g - ускорение свободного падения.

Для обеспечения равномерности шкалы термометра целесообразно в качестве основной легкокипящей жидкости иметь в одной полости какую-то определенную жидкость (например, метиленхлорид CbteCIa), a в другой полости термобаллона 1-10%-ный раствор основной жидкости и дополнительной (например, с пентином CsHs или керосином), таким образом и могут быть получены две легкокипящие жидкости с разными термическими коэффициентами давления.

Сущность устройства поясняется чертежом.

Устройство состоит из термобаллона 1, разделенного жесткой перегородкой 2 на две полости А и Б, соединенные между со0 бой капиллярами 3 и 4 с запорным элементом 5. Внутренняя полость капилляров 3 и 4 частично заполнена промежуточной жидкостью 6, а полости А и Б - легкокипящими жидкостями с разными температурами ки5 пения. Между капиллярами 3 и 4 установлена двойная шкала 7.

При измерении температуры среды (тела) в полости А термобаллона 1 и капилляра 3 устанавливают давление насыщенных па0 ров Pi основной жидкости, определяемое уравнением (1). В другой полости Б, разделенной с полостью А жесткой перегородкой 2, и капилляре 4 устанавливают давление насыщенных паров Р2 1-10%-ного раствора

5 основной и дополнительной жидкости, также определяемое уравнением (1). Разность давлений Р2-Р1 компенсируется (уравновешивается) высотой столба (h) промежуточной жидкости 6 согласно уравнению (2).

0 Нижний мениск столба промежуточной жидкости 6 соответствует измеренной температуре по шкале 7. Перед проведением замера температуры среды открывают запорный элемент 5, а для фиксации получен5 ного результата его закрывают.

Принцип работы термометра позволяет использовать его в различных диапазонах температур измеряемой среды, для чего могут подбираться различные пары легкокипя0 щих жидкостей или концентрацией растворэ. а также изменяться рецептура промежуточной жидкости, с целью изменения ее плотности, а следовательно, точности выбранной шкалы.

5 Эффективность устройства основана на применении экологически чистых жидкостей при измерении температуры изотермического тела с фиксацией полученного результата взамен экологически опасной

0 ртути.

Формула изобретения Термометр, содержащий термобаллон, разделенный жесткой перегородкой на две полости, заполненные веществами с раз5 личными термическими коэффициентами давления и соединенные капиллярами с дифференциальным преобразователем давления, снабженным шкалой и капилляром с нейтральной жидкостью, и средство для фиксации температуры, отл и чающийся

тем, что, с целью уменьшения габаритов при одновременном повышении чувствительности, в него введена дополнительная шкала, в качестве одного из веществ использован метиленхлорид, а в качестве другого - 1- 10%-ный раствор метиленхлорида с пенти- ном, при этом каждая из шкал размещена вдоль одного из капилляров, частично заполненных нейтральной жидкостью со стороны преобразователя давления.

2. Термометр поп. 1,отличающий- с я тем, что в нем средство для фиксации температуры выполнено в виде запорного элемента, установленного в капилляре с нейтральной жидкостью дифференциального преобразователя давления.

Использование: измерение температуры. Сущность изобретения: термометр содержит термобаллон в виде двух полостей, заполненных веществами с различными термическими коэффициентами давления: полости капиллярами соединены с дифференциальным преобразователем давления, снабженным шкалами и капилляром с нейтральной жидкостью, снабженным запорным элементом.В качестве веществ использованы метиленхлорид и 1-10%-ный раствор ме- тиленхлорида с пентином, шкалы размещены вдоль капилляров. 1 ил.