Folyadék az üvegben hőmérő elve

A folyadék az üvegben hőmérő, a leggyakrabban használt eszköz a hőmérséklet mérésére, és olcsó elkészíteni és könnyen használható.

A folyadék az üvegben hőmérő egy üveggömböt tartalmaz, amely egy lezárt üvegcsőhöz (más néven szár vagy kapilláris cső) csatlakozik.

Egy nagyon vékony nyílás, úgynevezett furat, van a gömbből, és a cső közepén húzódik.

A gumó általában higannyal vagy vörös színű alkohollal van töltve, és a hőmérséklet emelkedésekor szabadon tágul és felemelkedik a csőbe, a hőmérséklet csökkenésekor pedig összehúzódik és lefelé mozog a csőben.

A Liquid In Glass Thermometerekben (LIG) a hőérzékeny elem egy beosztott üvegburokban lévő folyadék.

A hőmérséklet mérésére használt elv a folyadék látszólagos hőtágulása.

Egy tipikus folyadék az üvegben hőmérő az alábbi ábrán látható.

Az üvegcső hátterét fehér zománc borítja, az üvegcső eleje pedig egy nagyítót képez, amely felnagyítja a folyadékoszlopot, és megkönnyíti a hőmérséklet leolvasását.

A lenti ábrán (balra) egy teljesen üvegből készült hőmérőt ábrázolunk, amelynek skálája a szárba van vésve.

A folyadék üvegben lévő hőmérők törékenyek, ezért ipari használatra a hőmérőt védőházba szerelik, és a skálát egy külön lemezre vésik, amely a védőház része.

Egy ipari hőmérő az alábbi ábrán (jobbra) látható.

Ez főleg a következőkből áll:

  • Egy gumó, amely a működő folyadék tartályaként szolgál, ahol az könnyen tágulhat vagy összehúzódhat a kapacitásban.
  • Egy szár, “egy üvegcső, amely egy apró kapillárt tartalmaz, amely a gumóhoz csatlakozik, és alul egy gumóvá bővül, amely részben tele van a működő folyadékkal”.
  • Hőmérsékletskála, amely alapvetően előre be van állítva vagy a szárra van nyomtatva a hőmérséklet-mérések megjelenítésére.
  • Referenciapont, azaz kalibrációs pont, amely leggyakrabban a jégpont.
  • Munkalég, amely általában vagy higany, vagy alkohol.
  • Inert gáz, főként argon vagy nitrogén, amelyet a hőmérő belsejében a higany fölé töltenek, hogy csökkentsék annak elpárolgását.

Az üveghőmérőkben használt folyadékok

előnyök

A következők a fő előnyök, amelyek az üvegben lévő folyadékhőmérők használatához kapcsolódnak:

  • Viszonylag olcsóbbak, mint más hőmérsékletmérő eszközök.
  • Kézzelfoghatóak és kényelmesen használhatóak.
  • Az elektromos hőmérőkkel ellentétben nincs szükségük tápegységre vagy akkumulátorokra a töltéshez.
  • Sokszor alkalmazhatóak olyan területeken, ahol az áramellátás problémás.
  • Nagyon jó ismételhetőséget biztosítanak, és a kalibrálásuk nem változik.

Korlátozások

A folyékony üvegben lévő hőmérők alkalmazása a következő korlátokat is magában foglalja:

  • Az extrém magas vagy alacsony hőmérsékletű alkalmazásokhoz alkalmatlannak tekinthetők.
  • Nem alkalmazhatók olyan területeken, ahol nagyon pontos eredményekre van szükség.
  • Az elektromos hőmérőkhöz képest nagyon gyengék és érzékenyek. Ezért fokozott óvatossággal kell bánni velük, mert könnyen eltörhetnek.
  • Mellett nem tudnak digitális és automatizált eredményeket szolgáltatni. Ezért használatuk olyan területekre korlátozódik, ahol csak a kézi leolvasás megfelelő, például egy háztartási hőmérő.”
  • “A hőmérséklet-méréseket a levétel után azonnal fel kell jegyezni, mert az üveghőmérőt befolyásolhatja a környezeti hőmérséklet, a kezünkben tartott kéz által termelt hő, a tisztítás stb. Ezt a hőmérsékletet fel kell jegyezni, mert az üveghőmérő nem kínálja a mért hőmérséklet visszaidézését.”
  • A hőmérséklet leolvasása az üvegben lévő folyadékkal működő hőmérőkön keresztül ragyogó látást igényel.
  • Az üveghőmérőben lévő folyékony elem veszélyes vagy kockázatos lehet az egészségre az esetlegesen kiömlő vegyi anyagok miatt.
  • Ezek a hőmérők a hőmérsékletet Celsius- vagy Fahrenheit-skálán jelzik. Így hőmérséklet-átváltásra lenne szükség, ha a hőmérsékletet más skálán szeretnénk leolvasni.

A folyadék az üvegben hőmérők típusai

A folyadék az üvegben hőmérőknek két fő típusa van, amelyeket az alábbiakban említünk:

  1. Az alkoholos hőmérők
  2. Az alkoholos hőmérők

A higanyos hőmérők

A hőmérők ezen típusát egy németországi fizikus, Daniel Gabriel Fahrenheit fejlesztette ki.

Ez egy üvegcsőbe töltött higanyból, mint folyadékból áll. Az üvegcső testén kalibrált jelek vannak elhelyezve, amelyek megkönnyítik a hőmérséklet leolvasását.

A hőmérő egyik végén egy gumó van kialakítva, amely a higany legnagyobb részét tartalmazza.

A higany méretének tágulása és összehúzódása az üvegcső rendkívül vékony furatában tovább fokozódik. Ez segíti a hőmérő érzékenységének növelését.

A higany feletti területet általában inert gázokkal, például nitrogénnel töltik ki. Ez a terület azonban üresen is hagyható.

Változatos típusú higany-üvegben hőmérők állnak rendelkezésre. “A maximumhőmérő a higanyos hőmérők egy különleges fajtája, amely úgy működik, hogy a nyakában, az izzóhoz közel egy szűkület van.”

A higany a hőmérséklet emelkedésével a tágulás ereje miatt a szűkületen keresztül felfelé kényszerül. Ha a hőmérséklet csökken, a higanyoszlop megtörik a szűkületnél, és nem tud visszatérni a gumóba, hanem mozdulatlanul marad a csőben.”

A maximumhőmérő segítségével meg lehet mérni a maximális hőmérsékletet egy előre meghatározott időtartamon belül.

A maximumhőmérő visszaállítása nagyon egyszerű folyamat, amelyhez csak a hőmérő éles lengése szükséges.

A higany fagyáspontja – 38,83°C, amelynél megszilárdul. Megszilárduláskor azonban nem eredményez tágulást, ezért nem áll fenn a hőmérőcső üvegtörésének veszélye.

Amikor a hőmérséklet emelkedik, az üvegcsőben lévő higany fölé töltött nitrogéngáz általában leereszkedik az oszlopon, és ott megreked.

Ez az egész művelet befolyásolhatja a hőmérő működését. Ennek a nehézségnek a kiküszöbölésére a higanyos hőmérőt be kell sikerülnie, ha a hőmérséklet – 37°C-ra csökken.

Azokon a területeken, ahol a felső hőmérsékleti határ – 38,83°C, olyan higany-tallium ötvözetű hőmérőt lehet alkalmazni, amelynek fagyasztó i.fagyáspontja – 61,1°C.

Alkoholtartalmú hőmérők

Az alkoholtartalmú hőmérők számos alkalmazásban felváltják a higanyos hőmérőket.

Az üvegcsövekbe töltött folyadékként alkoholt használnak. Az alkoholhőmérők hőmérséklet-mérési tartománya 115°C és 785°C között változik, ahol az előbbi az alkohol fagyáspontja, az utóbbi pedig az alkohol forráspontja.

A környezeti hőmérséklet mérésére szolgáló tipikus hőmérőnek -20°F és 120°F közötti hőmérséklet-tartományban kell mérnie a hőmérsékletet.azaz -30°C-tól 50°C-ig.

Az alkohol, mint illékony anyag, mechanikai ütés hatására a hőmérő oszlopának szétválását eredményezheti.

Az oszlop ezután újra összeilleszthető, ha a hőmérőt egy sok papírlappal borított fafelületen leejtjük. “Tartsa a hőmérőt függőleges helyzetben, a gumó végével lefelé, 4-6 hüvelykkel a papírral borított fa felület fölé, majd ejtse le.”

Amikor a hőmérő gumója a papírnak ütközik, a másik kezével fogja el a hőmérőt, hogy megakadályozza a törést. Kis mennyiségű alkohol megtapadhat a kapilláriscsőnek az alkoholoszlop feletti részén.”

A hőmérő magas hőmérsékletű része felmelegíthető egy izzólámpa alatt, amely lehozza az alkoholt az oszlopra.

A hőmérőt egy éjszakára függőlegesen is fel lehet szerelni, ami lehetővé teszi az alkohol visszahúzódását az oszlopba.

Ezt a hőmérőt soha nem szabad szétválasztott folyadékoszlopnál alkalmazni, mivel ez általában helytelen hőmérsékletméréshez vezet.

Szintén olvasható: Mi a hőmérséklet?

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.