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) змусить всю конструкцію зігнутися. Причому опуклість з’явиться з боку матеріалу з великим коефіцієнтом розширення. Використовуючи цей нехитрий ефект і працює термометр біметалічний. Величина вигину показує температуру навколишнього середовища. У різних конструкціях відрізняються лише способи вимірювання цього вигину.
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.
