Лакокрасочные покрытия для измерения температуры

Существует несколько методов измерения, при которых о температуре окружающей среды судят по изменению цвета вещества. Термочувствительные лакокрасочные покрытия наносят на поверхности либо в жидком состоянии, либо с помощью мелков. При достижении определенной критической температуры они резко меняют цвет. При этом возникают изотермические линии, которые позволяют изучить распределение температуры. Область применения от 40 до 1350⁰С. Точность невысокая, так как изменение цвета зависит еще и от длительности температурного воздействия. Эта зависимость может быть определена по диаграммам при длительности температурного воздействия не менее 30 минут. Для экспрессного определения (2-3 сек) используется термокарандаши, диапазон измерения которых в интервале от 60 до 650 ⁰С. Существуют термочувствительные лакокрасочные покрытия, которые до четырех раз меняют свой цвет, например при 65⁰С – светло-голубой, 145⁰С – желтый, 175 ⁰С – черный, 340⁰С – оливковый. Большей точностью обладают термоиндикаторные пленки. На самоприклеивающуюся пластмассовую пластину наносится термочувствительный слой, который при достижении определенной температуры из светлого становится темным. Изменение цвета необратимо. Погрешность такого метода 1-2%. Известны термочувствительные покрытия с обратимым изменением цвета, в которых используются оптические свойства кристалла.

Электрические контактные термометры

Механические термометры надежны, дешевы и просты в обслуживании. Но у них есть существенный недостаток: их сигналы не могут быть переданы на большие расстояния и не могут быть объединены с другими информационными каналами для дальнейшей обработки. В промышленной практике температуру измеряют термометрами, основанными на изменении электрических свойств веществ при изменении температуры. Основными методами являются определение изменения сопротивления металлов или полупроводников (термометров сопротивлений), а так же изменение термоэлектродвижущих сил пар, составленных из двух металлов или металла или сплава (термоэлектрические термометры), при эксплуатации которых затраты выше, чем при механических, что связано с обработкой электрического сигнала. У них выше точность, лучше динамические свойства и шире диапазон измерений.

Термометры сопротивления

Так как электрическое сопротивление существенно изменяется с температурой, то используется в качестве принципа измерения температуры. Термоэлектрический термометр позволяет измерять только разность температур, а термометр сопротивления определяет абсолютное значение температуры. Диапазон измерения термометров сопротивления ограничен при высоких температурах. Характеристики термометра сопротивления существенно зависят от материала, из которого он изготовлен. В качестве материала для термометра сопротивления используют металлы с хорошей электропроводностью: платина, никель, медь. Область применения: никель от -60 до +180⁰С, платина от -220 до +750⁰С. В нейтральной атмосфере до 1000⁰С, поэтому платиновые термометры сопротивления получили наибольшее распространение. Термоэлектрические термометры (термопара) делят на 2 группы:

1) изблагородных металлов в основном из платины и сплава платины и родия, обладают высокой точностью, воспроизводимостью термоэлектрической характеристики, поэтому платинородий сплав и платина в термопаре используются дл воспроизведения международной практической температурной шкалы. Имеют сравнительно низкую чувствительность к изменениям температуры и очень дороги;

2)из неблагородных металлов, используются для измерения низких температур, это медь, железо, алюмель. Медь от -250 до 400⁰С, а при высоких температурах медь быстро окисляется. Надежность измерения зависит от конструкции. Если позволяют физические и химические условия, то термопара может быть введена в измеряемую среду без защитной обстановки, что является преимуществом, так как могут быть использованы в труднодоступных местах. При высоких температурах или в агрессивной среде термопары помещают в защитную оболочку.

Кварцевые термометры

Отличаются исключительно высокой точностью. Применяются для всех колориметрических исследований. Диапазон измерений от -80 до +250⁰С. Погрешность не более 0,05%.Очень просты в эксплуатации и имеют универсальное применение.

Пирометры

Измерительные приборы, которые могут по тепловому излучению определять температуру излучателя, называют пирометрами излучения. С помощью излучения происходит передача энергии. Если тело поглощает и преобразует в тепло все падающее на него излучение, то это тело называют черным. Составными частями пирометра является приемник и оптика. Приемники могут быть черные и серые, располагаются на зачерненных пластинах из золота или платины. Наиболее пригодны для измерения низких температур. Обеспечивают высокую точность измерения. Пирометры характеризуются спектральным участком чувствительности.

Радиационные пирометры

В них используется не менее 90% всего излучения, поступающего в пирометр от излучаемого объекта. На чувствительность пирометров большое влияние оказывает правильность установки. Пирометры чаще всего используются в области измерения высоких температур, а так же для измерения температуры неметаллических материалов: резины, текстиля, бумаги, пластмассы, керамики. С помощью пирометров можно получать изображения температурного поля, а так же для измерения температуры труднодоступных, удаленных или движущихся объектов.

Дата добавления: 2014-01-04