Изучение расходомеров переменного перепада давлений (физические закономерности, устройство, методика расчета)

Существуют два основных способа для измерения температур - контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения температуры в недоступных вращающихся с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.

Бесконтактный способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объекта. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры в большей степени зависят от воспроизведения условий градуировки при эксплуатации, а в противном случае появляются значительные погрешности.

По принципу действия все термометры делятся на следующие группы, которые используются для различных интервалов температур:

1.  Термометры расширения от -260 до +700°С, основанные на измерении объемов жидкостей или твердых тел при изменении температуры.

2.  Манометрические термометры от -200 до +600°С, измеряющие температуру по зависимости давления жидкости, пара или газа в замкнутом объеме от изменения температуры.

3.  Термометры электрического сопротивления стандартные от -270 до +750°С, преобразующие изменение температуры в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников.

4.  Термоэлектрические термометры (пирометры), стандартные от- 50 до +1800°С, в основе преобразования которых лежит зависимость значения электродвижущей силы от температуры спая разнородных проводников.

5.   Пирометры излучения от 500 до +100000°С, основанные на измерении температуры по значению интенсивности лучистой энергии, испускаемой нагретым телом:

Пирометры полного излучения, или радиационные, измеряющие полную лучистую энергию, излучаемую нагретым телом;

Пирометры частичного излучения, или яркостные, измеряющие интенсивность монохроматического излучения, т.е. энергию излучения на одной определенной длине волны;

Пирометры спектрального отношения, в которых наблюдается отношение интенсивностей излучения на двух длинах волн, т.е. изменение цвета нагреваемого тела.

5.  Термометры, основанные на электрофизических явлениях от - 272 до +1000°С. Сюда относятся:

–  термошумовые термоэлектрические преобразователи, измеряющие температуры от 1 до 1000 К. по эффекту изменения напряжения электрического шума на активном сопротивлении в определенной полосе частот, которое прямо пропорционально абсолютной температуре объема, где располагается резистор;

–  объемные резонансные термопреобразователи, основанные на изменении частоты колебаний газовых, струнных, кварцевых и других резонаторов от температуры;

–  ядерные резонансные термопреобразователи, преобразующие температуру в электрический частотный сигнал на основе зависимости градиентов электромагнитных полей от температуры и др.

Последняя группа устройств пока находит применение только в метрологических и научно-исследовательских измерительных задачах.

Рассмотрим пример обоснования выбора измерительных комплектов при измерении температуры в варочном котле.

1.  Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить температуру до 1400 °С в варочном котле при значительном давлении Р=1,0 МПа. Требования к погрешности измерения температуры δ = + 1 %, то есть следует выбирать наиболее