Як працює термометр біметалічний?

Витоки деяких галузей науки відстежити практично неможливо. Як, приміром, можна визначити: хто був першим астрономом чи математиком. До таких областях людського знання можна віднести імовірно і метеорологію. Погода не могла не цікавити людину, тим більше в допотопні часи, коли він був набагато менш захищений від природних катаклізмів. Однією з базових характеристик погоди є температура.

Для чого вимірюють температуру?

Ми звикли вимірювати температуру як всередині житла так і на вулиці, звично дивимося на градусник за вікном вранці перш ніж вийти з дому, переймаючись питанням про те, надягати чи шарф і рукавички. Спиртової, ртутний, біметалічний термометр за вікном – звична картина для більшості громадян. Без вимірювання температури тіла не обходиться практично не одне медичне обстеження.

Але метеорологів величина температури повітря цікавить не тільки з точки зору впливу на наші шкірні покриви. Від того, наскільки прогріті ті чи інші шари атмосфери, залежить утворення повітряних потоків, вітрів, які і формують погоду континентів. Вимірювання температури у виробництві – взагалі окрема тема. Такі процеси як крекінг, полімеризація, кристалізація і тисячі інших хімічних і фізичних явищ, які використовуються на заводах і фабриках, які протікають при чітко заданих температурі і тиску. Причому іноді вимагається точність в десяті частки градуса. І в цьому випадку традиційні термометри, використовують ефект розширення тіл при нагріванні, застосовувати досить складно. Особливо це стає актуальним при роботі в наднизьких температурах, коли більшість рідин втрачають плинність. І тут часто приходить на виручку термометр біметалічний – ТБ, як прийнято писати скорочено.

Як навчалися вимірювати температуру?

Винахідник термометра достовірно невідомий. Деякі дослідники приписують цю заслугу великому Галілео. Прилад для вимірювання температури, створений ним, використовував стиснення-розширення повітря. Навіть шкали прилад (називали його термоскоп) не мав. З його допомогою, спостерігаючи за рухом кордону виштовхується повітрям рідини, можна було лише визначити: зростає або падає температура. Точність такого приладу залишала, м'яко кажучи, бажати кращого: на його роботу істотно впливало атмосферний тиск, до того ж межа води і повітря, як насичення повітря водяними парами, так і розчинення повітря у воді, постійно «збивали» настройку. Пізніше в якості робочого тіла стали використовувати рідини зі значним коефіцієнтом температурного розширення. Термометри стали значно точніше, розміри конструкції зменшилися до прийнятних і прилад цей потихеньку почав ставати масовим. В якості робочих рідин В таких термометрах застосовують ртуть, різні спирти і навіть гас. Іншими більш сучасними і прогресивними методами вимірювання температури є способи, засновані на електриці. Відомо, що проводять електричний струм матеріали змінюють опір залежно від температури. Спайка деяких різних металів при нагріванні (термоелектрична пара) виробляє електричний струм. Ці та інші фізико-хімічні явища лягли в основу коштів для вимірювання температури.

Біметалічні кошти

Термометр біметалічний як і рідинної використовує ефект розширення тіл при нагріванні. Тільки в якість робочого тіла використовуються рідини або гази, а тверді предмети. Розглянемо його принцип дії. Візьмемо дві пластини з різних матеріалів з різними коефіцієнтами температурного розширення. При температурі Т1 розміри пластин будуть рівні. Але при підвищенні температури (до Т2) очевидно, що той виріб, який зроблено з матеріалу з великим коефіцієнтом розширення, і збільшиться більше. Це у випадку, якщо обидві пластини самі по собі. Але варто ці дві пластини з'єднати (клепка, пайка, гаряче пресування і т. д.), як картина зміниться. Різна величина спаяних між собою пластин (?a < ?b) винудит всю конструкцию изогнуться. Причём випуклость появится со сторони материала с большим коеффициентом расширения. Используя етот нехитрий еффект и работает биметаллический термометр. Величина изгиба показивает температуру окружающей среди. В различних конструкциях отличаются лишь способи измерения етого изгиба.

Переваги

Які якості відрізняють термометр біметалічний від побратимів? - Рідина, що знаходиться в скляній посудині, сама по собі представляє небезпеку, особливо якщо це ртуть, очевидно, що біметалева конструкція позбавлена цього недоліку. - Така система не потребує як термоелектричні термометри в електроживленні і додатковому обладнанні, що робить її мобільнішою і зручніше у використанні. - Розширення рідин під дією температури відбувається нерівномірно, тому і їхні свідчення не завжди коректні, подібним недоліком страждає термометр біметалічний радіальний. В його конструкції використовується пластина, закручена в спіраль. За рахунок великої довжини робочого тіла вимірювання температури відбувається дуже точно.

Вироби WIKA

Німецька компанія Wika – визнаний лідер в області виробництва приладів для вимірювання температури та тиску. Фахівці компанії не випадково звернули увагу на ефект зміни геометрії біметалічних пластин. Потрібно сказати, що у виготовленні таких засобів вимірювання температури фірма досягла досконалості. Термометр біметалічний Wika випускається як в побутовому виконанні, так і у спеціальних варіантах. Основні споживачі продукції Wika – фірми, що займаються тепловими мережами та котельним обладнанням. Завдяки використанню у виробництві передових технічних рішень, ретельному вибору найбільш якісних матеріалів, продукція Wika з успіхом продається в більш ніж ста країнах світу.