Механические термометры
Это такие виды биметаллических термометров:
- работают по принципу «упругой деформации»: в биметаллическом термометре есть 2 соединенных пластины с разным «коэффициентом линейного расширения», т.е. при изменении температуры в ту или иную сторону (+ или -) эта полоска металла изгибается и поворачивает откалиброванную стрелку на циферблате термометра
- Есть термометры с пружиной из металла: тот же принцип — пружина под действием температуры расходится или наоборот сужается. Стрелка термометра от этого двигается по настроенной шкале.
Достоинства:
- все те же, что у жидкостных термометров
- прочный корпус: при легком падении не пострадает ни целостность, ни точность
Недостатки:
цена чуть дороже жидкостных
Когда необходим дистанционный пирометр
Часто бывают ситуации, когда замерять температуру контактным способом невозможно или просто неудобно. Именно в таких случаях понадобится пирометр — прибор для дистанционного измерения температуры, а именно:
- при замерах показателей сильно разогретых тел или ядовитой среды;
- при затрудненном доступе, причем с небольшой погрешностью можно произвести измерения на расстоянии в десятки метров;
- при наблюдении за механизмами, находящимися в движении, причем на это потребуются доли секунды;
- при диагностике электробезопасности здания, когда именно таким измерителем удобно провести дистанционное сканирование на многочисленных удаленных участках.
Миф № 2. «Самая правильная точка измерения температуры — подмышечная впадина»
Правильнее всего измерять температуру в точках, наиболее близких к той зоне организма, где температура тела постоянна. Поэтому наиболее точно отражает истинное самочувствие температура, измеренная под мышкой, а в прямой кишке и под языком (если судить по западным фильмам, там это самый популярный способ измерения температуры).
Температура, измеренная в подмышечной впадине, довольно точная, если вы измеряете ее правильно. То есть градусник помещается глубоко, прижимается плотно и держится не менее 7-10 минут.
Серьезные погрешности могут быть при измерении температуры под мышкой у людей с лишним весом. Жировая ткань выступает прослойкой между градусником и телом, поэтому людям с ожирением желательно для измерения температуры выбрать другую точку.
Экстремально низкая. При какой температуре тела человек может умереть? Подробнее
Назначение аппарата и виды
Разновидностей и моделей большое множество, есть такие, которые используют только для измерения температуры воды, а бывают и универсальные, ниже будут перечислены все виды механизмов.
Перед тем как посетить магазин, каждому следует определиться с назначением аппарата.
Для детей
Если использовать погружной термометр придется только в домашних условиях и для комфортного купания маленьких детей, следует выбирать средство без ртути. В таких механизмах ее заменяют спиртом или рапсовым маслом.
Эти устройства славятся своей высокой безопасностью. Они комфортны в использовании и имеют яркий дизайн, что позволяет всегда держать их под рукой.
Гипоаллергенное покрытие не навредит в ходе процедур ребенку, а сам аппарат выпускается без острых углов и обычно в крупных размерах. Ребенок точно не поранится и не сможет проглотить градусник.
Альтернативный вариант отдельного термометра — ванночка со встроенным измерителем.
Кухонные
Если требуется агрегат для кулинарных экспериментов на вашей кухне, то в таких случаях используют изделия с щупом
Механизм способен измерять до 100 С и выше.
Измерять можно как жидкости, так и степень нагретости блюда, при некоторых моментах это очень важно
Данный вид довольно бюджетный и приобрести его сможет каждый любитель кулинарии.
Электронные
Любимец многих потребителей, так как имеет удобный экран и интерфейс, в котором просто разобраться. Быстрота и точность сыграли свою роль для многих покупателей. Наличие индикатора слов: горячий, холодный, теплый, добавляют такому аппарату больше удобств. Однако, где качество, там и цена высокая, стоимость устройства отпугивает ряд потребителей.
Универсальные
Можно приобрести универсальный прибор, который подойдет не только для измерения температуры воды или пищи, а также воздуха в помещениях.
В магазинах можно найти как бюджетные модели, так и дорогостоящие экземпляры.
Аквариумные
Этот вид устройства, применяется в основном для обеспечения комфортных условий, жителям аквариума. Существуют не только ртутные градусники, но и электрические, выбор покупателя будет зависеть от его предпочтений, к тому же эти погружные измерители могут позволить себе даже самые экономные покупатели.
Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения
Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.
А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.
И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.
Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:
лучи, которые тело пропускает через себя
лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
отраженные лучи от окружающих предметов
Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:
коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
коэффициент отражения
Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.
Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.
В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.
Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.
Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.
Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.
Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.
Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.
Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.
Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.
Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.
Виды
Все термометры, которыми можно определить температуру воды при купании младенца, разделяют на:
- Встроенные в ванночку. Такой вариант градусника для воды удобен тем, что исключает необходимость дополнительной покупки термометра (достаточно лишь купить ванночку) и необходимость совершать дополнительные движения для оценки нагрева воды (градусник будет показывать ее постоянно во время гигиенической процедуры). Кроме того, он более безопасен для ребенка, так как малыши не могут взять его в рот или сломать такой термометр.
- Отдельные. Такие термометры продают отдельно от ванночки. Они опускаются в воду при наполнении ванночки и плавают в ней во время купания младенца или извлекаются после помещения карапуза в воду.
В зависимости от конструкции термометры для воды разделяют на:
- Спиртовые.
- Электронные.
- Масляные.
Обычные градусники также бывают ртутными, но они считаются небезопасными, поэтому такие термометры во время купания младенцев в наши дни не применяются.
Электронные модели измеряют температуру очень быстро и точно, но стоят довольно дорого. Они весьма удобны в применении, безопасны для деток и зачастую дополнительно могут измерять температуру воздуха в помещении. Некоторые такие градусники высвечивают на табло не градусы, а пиктограммы, подсказывающие, холодная, нормальная или горячая подготовленная для купания вода.
Принцип работы и советы к эксплуатации
Любые термометры не прихотливы в обслуживании, и воспользоваться ими не составит труда даже ребенку. Тем не менее, рассмотрим несколько советов по эксплуатации.
Не важно где он будет применяться: для выявления данных в ванной, бассейне или аквариуме, основным аспектом всегда является наличие датчика. Следует погрузить аппарат в нужный резервуар и оставить там на 5-10 минут, если у вас встроенный градусомер, то вы всегда можете узнать настоящую температуру воды или жидкости, которая будет показана на шкале исчисления, или высветится на дисплее, в случае с электронным
Если был приобретен механизм с щупом, технология та же, щуп является приемником того тепла, которое имеется. В таких случаях, время выдержки, также составляет 5-10 минут.
Для комфортного использования производители встраивают разнообразные аудиофункции в механизм, которые позволяют по сигналам понять, что замер градусов окончен.
Критерии выбора
Есть масса критериев, которые помогут при выборе механизма, на них и стоит опираться потребителю.
Вот некоторые нюансы, способствующие приобретению долговечного и безопасного аппарата:
- Безопасность.
Если покупателя смущает наличие ртути в устройстве, можно остановить свой выбор на электрических моделях, при использовании таких градусников, вы точно можете быть спокойны за свое здоровье. - Многофункциональность
Для комфорта и экономии места следует выбирать такие установки, которые возможно применить не только для измерения температуры воды, но и воздуха, а также пищи. - Быстродействие
Немаловажным аспектом является и скорость работы механизма, что позволит в считанные минуты узнать нужные данные. - Удобство
Личные предпочтения помогут вам выбрать измеритель, комфортный именно для вас. Сюда входят критерии внешнего вида и размеров. Опять же наличие датчика сигнала, который поможет не ожидать окончания процесса, термометр сообщит вам об этом сам. - Эргономичность
Агрегаты, с таким критерием, не затрачивают много энергии, если это электрический прибор, и сохраняют работу батареек на долгое время, посредством встроенной системы безопасности. При бездействии, он сам отключится.
Несмотря на то, что устройство используется для измерения степени тепла воды, некоторые все же нежелательно подвергать воздействию влаги, например, электрические. Такие измерители, обычно, идут в комплекте с влагостойким датчиком, в то время, как дисплей и основной блок является не погружным.
Усовершенствуя продукт, производители постарались сделать его применение еще более комфортным.
Среди разных моделей можно найти термометры, обладающие дополнительными составляющими:
- Яркой подсветкой;
- Переключением шкалы с Фаренгейта на Цельсий;
- Стойкостью к влаге;
- Встроенной памятью, показывающая историю всех замеров.
Эти советы помогут потребителю выбрать не только комфортный и безопасный аппарат, но и предусмотреть варианты использования.
Миф № 3. «Самый надежный термометр — ртутный»
«С одной стороны, ртутные градусники действительно довольно точны, — поясняет кандидат медицинских наук, врач-терапевт Оксана Морозова. — С другой — крайне опасны, и потому во многих странах мира они не в чести. Если вы разобьете ртутный градусник, для ликвидации последствий нужно будет вызвать специально обученную клининговую бригаду.
Из поврежденного градусника вытекает ртуть (она относится к отравляющим веществам), которая испаряется при температуре 18 градусов. Поэтому первое, что нужно сделать после того, как разбился градусник, — немедленно покинуть комнату, пока вы не надышались парами ртути.
Электронные термометры больше подходят для измерения температуры во рту или в прямой кишке (разумеется, после приобретения электронного градусника нужно решить, какая из этих двух точек для вас предпочтительнее, и уже не менять ее при использовании этого термометра). Если измерять им температуру в подмышечной впадине, он часто дает погрешность. Для нивелирования неточности необходим плотный контакт элетронного термометра с кожей человека. Также рекомендуется произвести несколько измерений (обычно три) подряд. Последнее будет наиболее близким к истине.
Еще большую погрешность дает измерение температуры с помощью фитнес-браслетов и прочих спортивных гаджетов. Они, во-первых, обычно неплотно прилегают к телу, во-вторых, на запястье температура всегда ниже, чем, например, в области живота.
Что касается приборов для бесконтактного измерения температуры, которые сейчас активно используются в общественных местах, нужно понимать, что они могут применяться для массового скрининга. Цифры на табло при бесконтактном способе измерения будут на 1-1,5 градуса ниже истинных значений. Прибор покажет повышенную температуру только в том случае, если она выше 38-39 градусов».
История создания термометра: как придумали первый градусник? Подробнее
Вторичные приборы, используемые при измерениях температуры
Попробуем дать определение того, что такое промышленный вторичный прибор для измерения температуры. По сути, это автоматическое устройство является важным дополнением к основному измерителю, улавливающим и преобразующим зафиксированные показатели в удобочитаемую форму. Необходимо для осуществления четкого контроля, сигнализации и своевременного регулирования температуры в тех исключительных случаях, когда происходят отклонения от заданных условиями работы параметров. Отдельно выделяют стационарные и переносные вторичные электроприборы.
Как правило, вторичные приборы для измерения температуры имеют прочный защитный стальной корпус и оснащены градуированной шкалой. Регистрация значений происходит согласно диаграмме, записанной от термопар, тензорезисторов, термометров сопротивления, преобразователей и других устройств.
Рассматривая различные способы подачи информации, следует разделить вторичные приборы на регистрирующие и показывающие, одно- и многоканальные, двухфункциональные и однодиапазонные. При наличии сигнализирующего механизма данные приспособления моментально указывают на недопустимое изменение температуры, отличное от требуемой величины. Это помогает поддержанию логического протекания всех реакций и технологических процессов, в которых они задействованы.
При всем многообразии приборов, регистрирующих температурные показатели газов, жидкостей и твердых тел следует серьезно подходить к выбору нужного приспособления. Первостепенными факторами, которые надо учесть, являются допустимые границы температурных значений, максимальная удаленность, на которой можно проводить замеры (визирование), точность. И, конечно же, учитывается сфера использования конкретного вида термометра.
Основные виды термометров
В зависимости от назначения и принципа действия термометры различаются на несколько основных видов, включая:
| Жидкостные термометры, работа которых основана на свойстве жидкостей расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. В качестве рабочих жидкостей используются ртуть (ртутные термометры) или окрашенный спирт (спиртовые термометры), размещенные в тонких стеклянных сосудах с приложенной к ним градуированной вертикальной шкалой. Цена деления — 1 градус. Недостаток жидкостных термометров — хрупкость стеклянных компонентов. |
| Механические термометры используют эффект деформации (расширения) биметаллической спирали при нагревании. При изгибе спирали вследствие изменения температуры среды, соединенная с ней стрелка указывает значение температуры на циферблате термометра. Основное достоинство этого вида приборов — повышенная точность показаний и механической прочности системы в целом. |
| Газовый термометр состоит из емкости, заполненной азотом, гелием или водородом, соединительной трубки и измерительного устройства со шкалой. При повышении температуры газ расширяется, что отражается на показаниях прибора. Использование газа существенно увеличивает диапазон измерений до +1000оС, что позволяет использовать газовые термометры для измерений в средах с повышенной температурой. |
| Электрические термометры удобно применять в качестве температурных датчиков. Устройство приборов основано на принципе увеличения сопротивления проводника при повышении его температуры. В зависимости от материала проводника диапазон измеряемых температур термометра существенно различается. Для термометра с платиновым проводником диапазон составляет -200 … +750оС, с медным — -50 … +180оС. |
| Оптические (оптоволоконные) термометры содержат основной компонент — натянутое оптоволокно, растягивающееся и сжимающееся при колебаниях температуры. Преломление светового луча, проходящего через оптоволокно, фиксируется датчиком и передается на дисплей термометра. |
| Термоэлектрические термометры рассчитаны на измерение широкого диапазона температур (-100 … +2500оС) и используют в работе свойство двух спаянных между собой разнородных проводников (термопары) создавать термо-Э.Д.С., которая фиксируется датчиком и передается на дисплей термометра. Температура фиксируется с точностью до 0,01оС. |
| Инфракрасные бесконтактные термометры (пирометры) — приборы, предназначенные для бесконтактного измерения температуры. Устройство прибора позволяет улавливать тепловое излучение в инфракрасном диапазоне, исходящее от поверхности исследуемого объекта, в течение 1 секунды.
Принятый и сфокусированный оптической системой прибора луч передается на датчик температуры, преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается в счетно-измерительном устройстве и отображается на экране пирометра в виде цифрового значения температуры. Используется для измерений в диапазоне температур от -50 до 4000о в промышленности, строительстве и в быту. |
Термометры и датчики
По иной классификации термофиксирующих устройств проводится их разделение на термометры и термодатчики.
Первые – это механические приборы, в том числе газонаполненные манометрические устройства, биметаллические, стеклянные измерители температуры и комбинированные регуляторы.
Термодатчики – это сверхточные усовершенствованные электронные приспособления для фиксирования показателей температуры в жидкостях и твердых телах. К ним следует относить термометры сопротивления, термопары, преобразователи показаний датчиков и сигнализаторы, оснащенные релейными механизмами.
Новейшие термодетекторы оснащены USB-интерфейсом, памятью для сохранения и анализа исследований, лазерным наводчиком-целеуказателем.
