Termometry bimetaliczne

Termometry bimetaliczne wykorzystują zjawisko rozszerzalności cieplnej metalu. Wewnątrz mechanizmu znajdują się dwa paski metali o różnych właściwościach fizycznych, które przy wzroście temperatury powodują wydłużanie się pasków, a przy obniżaniu temperatury skracanie, co odpowiada ruchom wskazówki termometru.

Klasa dokładności pomiarowej to w sposób dokładny sprecyzowany przedział błędu dla akceptowalnego odchylenia we właściwym zakresie skali.

Tablica termometru posiada dane informacyjne dotyczące wartości podlegających pomiarowi. Mowa tutaj o klasie dokładności jak i ogólnych informacjach takich jak: numer seryjny, norma, identyfikacja materiału, z jakiego składają się zwilżane części.

Pomiarowa skala w swym zakresie jest ułożona na tarczach termometrów na promieniu kąta 250 i 290. Przedział pomiaru termometru jest identyfikowalny na tarczy dzięki 2 czarnym trójkątom. W tym przedziale rzecz jasna zawarta jest klasa dokładności.

Tak, termometry bimetaliczne produkowane są w zgodności z normą EN 13190.

W określonych typach termometrów, które posiadają sprężynę bimetalową typu spiralnego, może zajść ruch skokowy wskazówki, co bezpośrednio może przyczynić się do kontaktu wskazówki z tarczą lub szybką. Obecnie wskutek nowoczesnych rozwiązań projektowych i zastosowaniu technologii produkcyjnych można uniknąć występowania tego typu błędów.

Warunkuje to waga wałka wskazówki – wówczas byłaby bowiem większa od siły obracania cewki bimetalicznej. Efektem tego będzie brak ruchu wskazówki w przyrządzie pomiarowym.

Olej silikonowy znajdujący się w termometrze, wypełnia całe jego wnętrze, wliczając w to również czujnik. Olej uzyskuje taką samą temperaturę jak medium, dlatego też mogłoby by to doprowadzić do zapalenia oleju silikonowego.

Tak, ma wpływ, który zależny jest od następujących sytuacji:

• proporcjonalnej objętości sondy (rurki) do linii pomiaru i rurki Bourdona ( wzorcowo 99:1)

• długości kapilary (linia pomiarowa) – jej większa długość przekłada się na większy wpływ

• temperatury otoczenia – duża temperatura jest powodem przesunięcia wskazówki na tarczy termometru, z kolei niska temperatura powoduje zmniejszenie

Można kompensować to sprężyną kompensacyjną bimetalową w ruchu odwrotnym do kierunku wskazówki lub poprzez regulację błędu w przypadku, gdy poziom temperatury otoczenia jest znany i nie ulega zmianie.

Wynika to z zależności współczynnika rozszerzalności cieplnej części bimetalicznych od temperatury.

Osłona termometryczna składająca się z wielu części jest wykonana z rury i na etapie procesowym, posiada przyspawane przyłącze procesowe. Osłonki 1 elementowe wykonywane są z pręta (okrągły bądź też sześciokątny).

Osłony w wersji wieloczęściowej znajdują zastosowanie w procesach związanych z niskim obciążeniem medium, z kolei osłony 1-częściowe mają użycie przy obciążeniach procesowych w zależności od ich budowy. Znajdziemy je w szeroko pojętej petrochemii, rafineriach, aplikacjach przemysłu energetycznego.

Przyjmuje się, że dla termometru mechanicznego długość ta mieści się w przedziale 60-100 mm od wartości minimum jego ogólnej długości. W pewnej mierze wygląda to inaczej, niż w przypadku termometrów elektrycznych.

Maksymalna wielkość dla termometrycznych osłonek składających się w wielu części jest podyktowana długością wyprodukowanych rurek, co ogranicza to do mniej więcej 5-6 m. Jeśli chodzi o osłonkę w wykonaniu z litego materiału, 1 częściową, to tutaj ogranicznikiem jest wywiercony otwór, który w przypadku osłonek tego typu wynosi między 1-2 metry. Jeśli jednak potrzebujemy dłuższej 1 elementowej osłony termometrycznej, wówczas niezbędne będzie zespawanie większej ilości litych osłonek razem.

Wartość temperatury maksymalnej jest skorelowana z materiałem z jakiego osłona jest wykonana jak i podyktowana normom, jakie musi ona spełnić. Przykładowo, dla klasycznej stali nierdzewnej z przeznaczeniem zewnętrznym, może wynosić max ok. 900°C, poziom max temp. roboczej będzie w okolicy 600°C, więc aprobata będzie osiągnięta na poziomie do 450°C.

Stabilne, trwałe wykonanie konstrukcyjne osłony termometrycznej przyczynia się efektywnie na wolniejsze reagowanie na zmianę temperatury. W ramach zwiększenia produktywności, proponowane są osłony o ściankach niewielkiej grubości i małej przestrzeni powietrza między wew. ściankami otworu a czujnikiem. Dodatkowo w budowie zawarte są denka z odwiertami tj. kieszonkami i efektywne długości wkładów, które wynoszą więcej niż 100 mm.

Jeśli mówimy o temperaturach poniżej zera stopni, to w pierwszej kolejności sięga się po osłony wykonane ze stali nierdzewnej, jak choćby stali 1.4404 bądź też 316L. W przypadku stali węglowej należy przemyśleć wybór materiału, bowiem pod wpływem ujemnych temperatur wykazuje cechy kurczenia się.

Certyfikat GOST nie obejmuje osłonek na termometr, bowiem dotyczy on jedynie przyrządów pomiarowych, a osłonki termometryczne uznawane są jedynie za element dodatkowy termometru bimetalicznego. W przypadku certyfikacji CE jest podobnie, tj. nie muszą z jednym, małym wyjątkiem, który dotyczy określonych modeli warunkowanych przez dyrektywę dot. urządzeń ciśnieniowych. Tego typu osłon na termometry używa się m.in. do spawania orbitalnego, a sam wymóg CE podyktowany jest ich charakterystyczną konstrukcją.

Norma DIN 43772 określa różne rodzaje obciążeń, które warunkują max. poziom ciśnienia obciążenia w różnej geometrii od temperatury i medium.