Измерение температур
10.2.1. При обследованиях гражданских и производственных зданий в зависимости от рассматриваемых задач производятся измерения температур газовых и жидкостных сред, сыпучих и твердых тел. Диапазон измерения температур от минус 70 до +1600 °С.
10.2.2. Для измерений используются контактные и бесконтактные термометры. К контактным относятся жидкостные и биометаллические термометры, электрические и полупроводниковые термометры сопротивления, термопары. К бесконтактным термометрам относятся инфракрасные термометры, пиранометры, а также тепловизоры.
Жидкостные термометры (в основном ртутные и реже спиртовые) применяют для измерения газовых и жидких сред, а также сыпучих тел.
Ртутные термометры применяют при интервалах температур от минус 35 до +600 °С. При необходимости измерения температур ниже минус 35 °С используют спиртовые термометры.
Биометаллические деформационные термометрические датчики используются, как правило, в метеорологических термографах самописцах. Они обладают значительной инерционностью, особенно при измерениях температур газовой среды (5-10 мин).
Измерения температур газовой среды от -35 до +5000 °С рекомендуется производить психрометром Ассмана, производя отсчеты по сухому термометру.
Электрические термометры сопротивления применяют при температуре среды от минус 50 до +180 °С.
10.2.3. Для измерения показаний медных термометров сопротивления применяют мосты постоянного тока и коммутационные устройства. Для непрерывной записи температур используются автоматические самописцы.
10.2.4. Термопары применяются для измерения температур газовых и жидких сред, сыпучих и твердых тел. Применяются преимущественно хромель-копелевые (ХК), хромель-алюмелевые (ХА) и медь-константановые (ТМК) термопары. Пределы применения термопар типа (ХК) от -50 до +600 °С, типа (ХА) от -50 до +1000 °С, типа (ТМК) от -200 до +400 °С.
10.2.5. При наличии источников излучения термометры необходимо экранировать, обеспечивая около них свободное движение воздуха. Экраны целесообразно выполнить из фольги или из аналогичных материалов.
10.2.6. Для изготовления термопар используется термоэлектродная проволока диаметром 0,1-1 мм в хлорвиниловой изоляции (максимальная температура измерения +150 °С). Для измерения более высоких температур используется термоэлектродная проволока диаметром 1-2 мм в термостойкой асбестовой или аналогичной изоляции.
10.2.7. Изготовление спаев термопар производится путем пайки или сварки. При сварке необходимо, чтобы дуга загоралась на обоих электродах одновременно. При качественной сварке на конце скрутки образуется шарик диаметром 1-2 мм. Режим сварки подбирается пробным путем.
Подготовленные термопары, предназначенные для измерения температур до 150 °С, напаиваются на медные пластинки диаметром 15 мм толщиной 0,4-0,6 мм.
10.2.8. В качестве измерительных (вторичных) приборов при измерениях температур термопарами применяются потенциометры типа ПП-1, КП-59 и самопишущие потенциометры типа ЭПП-09, ПОР и др.
Измерения температур производятся обычно дифференциальными термопарами (рис. 10.1). Их свободный спай помещается в термос с тающим льдом, который приготавливается из дистиллированной воды. При невозможности приготовить лед свободный спай погружается в сосуд с водой, температура которой в момент измерения определяется с помощью ртутного термометра. При этом определение температуры рабочего спая производится с соответствующей корректировкой величины измеряемой ЭДС.
10.2.9. При измерениях термо-ЭДС переносными потенциометрами типа ПП-1, КП-59 применяют однопроводную или двухпроводную (рис. 10.1) схемы включения термопар на один прибор. Однопроводная схема допускается только в случае измерения температур неэлектропроводных тел, например, сухих бетонных и каменных конструкций. При возможности увлажнения таких конструкций однопроводная схема включения термопар в один прибор не допускается.
При измерениях температур необходимо обеспечивать надежный контакт датчика с исследуемым телом. При измерениях температур агрессивных жидкостей и газов датчики и отводящие провода должны быть надежно защищены от коррозии путем окрашивания стойкими в рассматриваемой среде составами или помещением в химически стойкие футляры, обеспечивающие надежный тепловой контакт датчика с исследуемой средой.
Рис. 10.1. Схемы включения нескольких дифференциальных термопар на один прибор
А - однопроводная; Б - двухпроводная, 1, 2, 3 - рабочие спаи термопар;4 - свободный спай термопар; а - штепсельный разъем типа ШР; б - соединительные (медные) провода; в - переключатель; г - термостатирующий сосуд; д - переключатель полярности; е - потенциометр типа ПП
10.2.10. Современные бесконтактные термометры различных модификаций находят широкое применение на практике. Для измерения температур в диапазоне от 700 до 1800 °С применяется оптический пиранометр ОПИР-017, при диапазоне температур от минус 18 до +400 °С применяются бесконтактные термометры типа «Thermopoint 2-4» (рис. 3.10) и другие аналогичные термометры.
10.2.11. Измерение температурного поля ограждающих конструкций производится, тепловизорами различных модификаций, например, тепловизоры марки АТП-44-П (ГОСТ 22629-85), марки «AGA Thermovision-750» или «Thermovision-470» (рис. 3.11). Температурное поле получают на экране телевизоров в виде черно-белого или цветного изображения, градации яркости или цвета которого соответствуют различным температурам. Тепловизоры снабжены устройством для высвечивания на экране изотермических поверхностей и измерения выходного сигнала, значение которого функционально связано с измеряемой температурой поверхности.
Рис. 10.2. Термометр ЭТП-М
Рис. 10.3. Пиранометр