Металл в градуснике

Биметаллический термометр — это прибор для измерения температуры, принцип работы которого основан на расширении и сжатии твердых тел.

Биметаллический термометр
Биметаллический термометр

Рекомендуем обратить внимание и на другие приборы для измерения температуры.

Прочность биметаллических термометров делает их приемлемыми для промышленного применения. Более того, биметаллические термометры способны противостоять температурам за пределами диапазона измерений.

Выход за пределы диапазона измерений означает, что термометр подвергается воздействию температур, которые либо выше, либо ниже самых высоких или самых низких показаний температуры на шкале термометра.

Схема биметаллического термометра
Схема биметаллического термометра

Что касается недостатков, то металлы, из которых изготавливаются биметаллические элементы термометров подвержены одному существенному дефекту, который отсутствует в жидкостных системах или манометрических системах. Так металлы могут закаливаться при воздействии температур свыше 1000°C в течение длительного времени. Закаливание биметаллических элементов понижает их чувствительность к изменениям температуры. Когда это происходит, то элемент не будет расширяться и как обычно при нагревании и сжиматься как обычно при охлаждении. Поэтому при повышении температуры стрелка не будет двигаться пропорционально повышению температуры. Когда температура будет понижаться, то стрелка не будет перемещаться пропорционально понижению температуры. Биметаллический элемент с закаленным элементом может слабо реагировать на повышение температуры и сильно реагировать на понижение температуры.

Принцип работы биметаллического термометра

У биметаллического термометра есть стрелка и шкала, с которой ведется отсчет показаний. Трубка биметаллического термометра служит в качестве контейнера, куда помещается для стержня и биметаллического элемента.

Биметаллический стержень (стержень, изготовленный из двух различных металлов, скрепленных вместе) может использоваться в качестве компенсатора в манометрических системах. Биметаллический элемент биметаллического термометра сходен с биметаллическим стержнем. Он также изготовлен из двух различных металлов, которые сжимаются или расширяются с различной степенью при изменениях температуры. Металл верхней части при нагревании расширяется больше, чем нижний, поэтому стержень изгибается в направлении, показанном на рисунке ниже. Металл наверху также сильнее сжимается при охлаждении и заставляет стержень изгибаться в противоположном направлении.


Биметаллический элемент реагирует на изменения температуры
Биметаллический элемент реагирует на изменения температуры

Виды биметаллических термометров

Спиральный

Часто биметаллические элементы биметаллических термометров имеют форму спирали. Большинство элементов биметаллических термометров должны раскручиваться при нагревании. Однако это вовсе не обязательно. Некоторые, наоборот закручиваются при нагревании. Независимо от конструкции, направление движения элемента термометра будет известно и стрелка покажет изменения температуры.

Спиральный элемент реагирует на изменения температуры
Спиральный элемент реагирует на изменения температуры

Элемент, показанный на рисунке выше должен раскручиваться при нагревании. Когда этот спиральный элемент нагревается, то в ответ на повышение температуры он старается распрямиться. Подобное движение спирального элемента двигает стрелку в сторону более высоких показаний по шкале.


гда температура понижается, то спираль закручивается и стрелка двигается в сторону более низких показаний. Скручивание и распрямление спирального элемента пропорционально изменениям температуры Спиральные элементы используются в биметаллических термометрах вместо элементов в виде стержня, так как спиральный элемент занимает меньше места, чем элемент прямой формы. Кроме того, спиральный элемент обеспечивает больший ход стрелки, что в свою очередь, означает большую чувствительность к изменениям температуры.

Геликоид

Иногда спиральные элементы оказываются слишком плоскими и широкими, чтобы их можно применять в промышленности. Например, измерение температуры технологической жидкости, проходящей по большой трубе достаточно затруднено, так как потребуется датчик достаточно большой длины, чтобы он соприкасался с жидкостью. Для таких измерений температуры биметаллические термометры должны иметь удлиненный или длинный спиральный элемент. Удлиненный спиральный элемент носит название пространственной спирали или геликоида. Когда пространственная спираль нагревается, то она в результате раскручивается. Подобное раскручивание двигает ось, которая в свою очередь, передвигает стрелку по шкале в сторону более высоких показаний. При охлаждении пространственная спираль скручивается и двигает стрелку в сторону более низких показаний.

Геликоид реагирует на изменения температуры
Геликоид реагирует на изменения температуры

С многоступенчатой спиралью


Некоторые биметаллические термометры используют многоступенчатые спирали. Многоступенчатые пространственные спирали состоят из двух или более концентрических витков (витков внутри других витков), но тем не менее, это один биметаллический элемент. Многоступенчатая пространственная спираль работает по такому же принципу, как и унифилярная спираль. Она раскручивается при увеличении температуры и скручивается при понижении температуры. Многоступенчатая пространственная спираль занимает меньше места чем унифилярная спираль, но она способна обеспечить больший ход стрелки, чем унифилярная спираль аналогичного размера. По этой причине многоступенчатые пространственные спирали используются вместо унифилярных спиралей для измерений температуры внутри очень узких труб, или там, где нет места для погружения биметаллического термометра с более длинной унифилярной спиралью.

Многоступенчатые пространственные спирали
Многоступенчатые пространственные спирали

Источник: kipiavp.ru

Металл в градуснике

Сама таким пользуюсь уже год, один разбила, купила другой, в нашей аптеке он стоит 200 р, привозили под мой заказ, так как не шибко популярный

мерила дочери под одной рукой ртутный под другой галистановый, показания идентичны абсолютно.

а теперь инфа из инета.


Градусник Geratherm Classic - классический термометр, но БЕЗ РТУТИ!

Это единственный в мире термометр, который разработан по уникальной технологии «Geratherm Medical AG », с использованием безопасного жидкого металла - ГАЛИНСТАНА® вместо ртути. ГАЛИНСТАН® - единственный в мире заменитель ртути - сплав Галлия, Индия и Олова, не токсичен и безопасен для человека. Термометры Geratherm Classic соответствуют требованиям Европейских норм и стандартов и гарантированно безопасны при использовании.

Внимание:

  • Абсолютная безопасность!
  • Абсолютная гигиеничность!
  • Гипоаллергенность!
  • Абсолютно экологичен!

В большинстве развитых стран запрещается использование ртути в производстве термометров, тонометров и др. Ведь пары ртути из разбитого термометра при вдыхании влияют на легкие, почки и на мозг, а при попадании ртути в сточные воды образуются высокотоксичные соединения, которые накапливаются впоследствии в рыбе и морепродуктах.

Наши привычные медицинские контактные ртутные градусники (термометры) легко бьются, а ртуть попадает в окружающую среду, что наносит большой вред здоровью и приводит к множеству хлопот. Новый прибор для измерения температуры не содержит ртуть, а вещество, его заменяющее, не принесет абсолютно никакого вреда при прямом контакте с человеком! Вместо ртути - безопасный жидкий металл Галинстан. Кроме этого, в нем еще и закаленное стекло повышенной прочности!


Такой термометр можно использовать и дома для детей, взрослых и пожилых людей, и в больницах, и медицинских кабинетах детских садов и школ. Он легко подвергается дезинфекции (абсолютно водонепроницаем).

Например, в Швеции и Голландии уже с 1998 г. запрещено производить и продавать содержащие ртуть термометры и другие измерительные приборы.

Применение жидкого металла ГАЛИНСТАНА® в измерительной технике дает возможность полностью исключить риск, возникающий от воздействия тяжелых металлов на людей, экосистему и на дикую природу.

Характеристики:

  • Без ртути! (заменитель - безопасный жидкий металл Галинстан)
  • Диапазон измерений: 35-42°С
  • Точность измерения - 0,1°С
  • Время измерения:3 - 5 минут
  • Материал - закаленное стекло повышенной прочности
  • 100% Водонепроницаемый
  • Прочный пластиковый футляр для хранения

Источник: www.BabyBlog.ru

Что такое безртутный термометр?

Ртуть является единственным жидким металлом, который под воздействием температуры имеет свойство расширяться и сжиматься. Именно этим свойством данного материала пользуются в производстве привычных для всех градусников. Но одновременно с этим ртуть является очень опасной для организма человека, а так как приборы, в которых использовано данное вещество, выполнены из очень тонкого стекла, то допустить ее разливание не так уж сложно. Именно по этой причине сегодня потребителям предлагается большое количество иных видов термометров, не содержащих это опасное вещество.


Безртутный градусник – устройство, предназначенное для определения температуры человеческого тела, не имеющее в своем конструктивном исполнении ртути. На сегодняшний день существует несколько видов таких градусников, а именно:

  • инфракрасные;
  • электронные;
  • галлиевые.

У каждого из этих видов есть свои особенности, преимущества и недостатки, на которые прежде всего необходимо обращать внимание при выборе устройства.

Инфракрасные термометры

Принцип работы инфракрасных термометров заключается в считывании специальным датчиком инфракрасного излучения, которое исходит от тела. Процесс может занимать от двух до пяти секунд, что является преимуществом. Полученный результат отображается на дисплее, расположенном на корпусе прибора. Для измерения лучше всего использовать такие участки тела как висок, лоб или ушная раковина. В двух последних случаях для повышения точности, а также для удобства приборы комплектуются специальными насадками. Чтобы выполнить измерение, не нужно будить человека, если он спит, что является очень удобным при уходе за больным.

Помимо измерения температуры тела, таким градусником можно измерить теплоту воды, воздуха и любых окружающих предметов, что делает  прибор универсальным. К минусам прибора можно отнести возможную погрешность, но у качественных устройств она не превышает 0,1-0,2 0С. При этом стоимость такого градусника в значительной степени превышает цену на обычный ртутный термометр.


Электронные термометры

Для измерения температуры электронным термометром, необходимо прямое соприкосновение специального датчика с телом. Но в отличие от ртутных градусников, прикосновение должно быть менее продолжительным и в среднем составлять от 30 до 60 секунд. В большинстве моделей, после того как установлена точная температура, прибор издает сигнал. Полученный результат выводится на дисплей.

Нормальной погрешностью такого устройства является величина в 0,1-0,2 градуса, но встречаются и более высокие показатели, которые говорят о плохом качестве устройства.

Также очень часто такие измерительные приборы имеют ряд дополнительных функций, к числу которых относятся сохранение предыдущего результата измерения, подсветка дисплея при недостаточной освещенности и автоматическое отключение, которое необходимо для более продолжительного использования батарейки, являющейся элементом питания.

Электронные термометры могут иметь различную форму, связанную с местом для измерения температуры. Так, например, обычные электронные приборы выполнены в аналогичной ртутному градуснику форме. Таким устройством можно производить измерения в подмышечной впадине, а также удобно узнавать значение ректальной температуры.


Для детей более удобными в применении являются электронные устройства в виде соски, при помощи которой измерение температуры выполняется через рот. При этом не стоит забывать, что кипятить такую соску нельзя, а для поддержания ее чистоты необходимо пользоваться специальными средствами.

Также очень часто родители покупают для новорожденных электронные термометры в виде браслетов. Такие модели являются очень удобными, так как надежно фиксируются на теле и выполняют измерение температуры постоянно.

Галлиевые термометры

Галлиевый медицинский термометр по внешнему виду не отличается от ртутного. То же самое можно сказать и про точность измерения. В данном случае ртуть заменена на сплав, состоящий из таких жидких металлов, как галлий, олово и индий, которые не могут причинить вред человеческому организму.

При использовании такого градусника необходимо также соблюдать осторожность, так как его корпус выполнен из тонкого стекла и при механическом воздействии может разбиться. Но вреда от сплава, в отличие от ртути, не будет, единственная опасность — возможные порезы и ссадины. Но в случае с маленькими детьми даже такие травмы могут быть опасными, поэтому от использования такого прибора лучше отказаться.

Как отличить безртутный термометр

Все виды приборов, кроме галлиевого, практически невозможно спутать с ртутным. Что касается безртутного галлиевого градусника, единственным его отличием может стать только вес. Так, ртуть является хоть и мягким, но очень тяжелым металлом, тогда как галлий в разы легче.

Но купить дешево такой градусник не получится. Стоимость прибора отличается от ртутной модели по крайне мере в пять раз.

Лучшие модели термометров


Выбирая тот или иной вид градусника, в первую очередь необходимо быть уверенным в качестве прибора, так как только в этом случае он сможет обеспечить достоверное определение температуры. Наилучшими моделями, которые существуют сегодня, можно назвать:

  • Medisana FTN, определяющий температуру тела по инфракрасному излучению при наведении на лоб или висок. Погрешность прибора равна 0,2 0С, время измерения температуры – 1 секунда, показания выводятся на дисплей с подсветкой. В памяти устройства сохраняются 30 последних показаний. Также имеется функция автоотключения и подачи звукового сигнала при окончании замера;
  •  Omron Eco Temp Smart электронного типа, применимый для измерения подмышечной, оральной и ректальной температуры и вывода показаний на дисплей в двух возможных единицах – градусах по Цельсию и Фаренгейту. Время измерения – 10 секунд, погрешность – 0,1-0,2 0С, звуковой сигнал и автоотключение предусмотрены;
  • Geratherm Classic – термометр безртутный, сравнимый по характеристикам с обычным приспособлением, с абсолютной точностью показаний и без дополнительных возможностей. Недостатком такого прибора можно назвать его хрупкость, так как его корпус стеклянный, а также более трудное «сбивание» показаний.

Источник: TechnoSova.ru

Металл в градусникеЖидкостные

Принцип действия такого прибора основан на эффекте расширения или сжатии жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при колебании собственной температуры. Обычно, в него заливают ртуть или спирт, которые тонко реагируют на минимальное изменение тепла в окружающей среде.

В медицине обычно используются ртутные градусники, а вот в метеорологии их заполняют спиртом, поскольку ртутный столбик может застывать уже при -38 градусах.

Металл в градусникеМеханические

Принцип работы прибора данного типа тоже основан на расширении. Но с его помощью определяется температура в зависимости от расширения биметаллической ленты или металлической спирали.

Такие термометры характеризуются высокой точностью, они надежны и просты в эксплуатации.

Как отдельную, самостоятельную модель их, правда, не используют, обычно они применяются в автоматизированных системах.

Металл в градусникеГазовые

Газовый тип температурного измерителя работает по тому же принципу, что и жидкостное устройство. В качестве рабочего вещества в нем используют какой-либо инертный газ.

Преимущество этого прибора заключается в том, что он может измерять температуру, приближающуюся к абсолютному нулю, и диапазон его измерений колеблется от -271 до +1000 градусов. Это достаточно сложное устройство, которое редко участвует в лабораторных измерениях.

Металл в градусникеЭлектрические

Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.

В роли проводника обычно выступает медь, показывающая изменения температур от -50 до +180 градусов. Если взять другой рабочий металл, например, платину, то температурный диапазон ее значительно расширится и составит от -200 до +750 градусов. Такие электрические тепловые датчики используют в лабораториях, на экспериментальных стендах или на производстве.

Источник: krepcom.ru

смотрите, что нашла еще:

Галлий находится в жидком состоянии в очень большом интервале температур, и, по идее, галлиевыми термометрами можно было бы измерять температуру аж до 2000 градусов. Впервые применять галлий в качестве термометрической жидкости предложили довольно давно. Я, например, читал об этом в справочнике шестидесятых годов, а также много раз видел соответствующие упоминания в научно-популярных книгах по химии (в частности, в «Популярной библиотеке химических элементов»). Там говорилось, что галлиевыми термометрами уже измеряют температуру до 1200 градусов, но обычному человеку, увидеть в лаборатории эти термометры в живую удается не часто.
Я думаю, что такие термометры слабо распространены по нескольким причинам. Во-первых, при высоких температурах галлий является очень агрессивным веществом. При температурах выше 500 °C, он разъедает практически все металлы, кроме вольфрама, а также многие другие материалы. Кварц устойчив к действию расплавленного галлия до 1100 °C, но проблема может возникнуть из-за того, что кварц (а также большинство других стекол) отлично смачивается этим металлом. То есть, галлий просто налипнет на стенки термометра изнутри, и узнать температуру будет невозможно. Еще одна проблема может возникнуть при охлаждении термометра ниже 28 градусов. При затвердевании галлий ведет себя подобно воде – он расширяется и может просто разорвать термометр изнутри. Ну и последняя причина, по которой сейчас высокотемпературный галлиевый термометр можно встретить очень редко, это развитие техники и электроники. Не секрет, что цифровым термометром пользоваться гораздо удобнее, чем жидкостным. Современные температурные контроллеры, в комплекте, например, с платино-платинородиевыми термопарами, позволяют измерять температуру в интервале от -200 до +1600°C с точностью, недостижимой для жидкостных термометров. К тому же, термопара может находиться на значительном расстоянии от контроллера.
В общем, наверное мне пришлось бы долго искать термометр с галлием, если бы не ужесточение экологических требований в Европе. С недавнего времени, экологические организации стараются ограничить применение токсичных металлов в быту. Например, при изготовлении электроники вовсю применяют бессвинцовые припои, ну а при производстве термометров стараются избежать употребления ртути. Честно говоря, не знаю, чем не устраивали людей электронные медицинские термометры, но фирма «Geratherm» выпустила термометр, по виду практически не отличающийся от обычного ртутного, за исключением того, что вместо ртути у него внутри находится галлиевый сплав (на обратной стороне шкалы даже написано «Quecksilberfrei», то есть «без ртути»). Этот сплав состоит из 68.5% галлия, 21.5% индия и 10% олова. Сплав назван по первым буквам латинских названий входящих в его состав элементов – галинстан (Galinstan). Температура плавления галинстана — -19°C, он выглядит более светлым, чем ртуть и, как и галлий, отлично смачивает стекло. Эту проблему при разработке термометра все-таки решили. На внутреннюю поверхность капилляра термометра нанесен слой оксида галлия. Ga2O3 галинстаном не смачивается и, при отсутствии резких колебаний температуры, держится на стекле вполне надежно, и столбик сплава четко виден внутри капилляра. Но все-таки охлаждать термометр ниже -15 °C нельзя — сплав может затвердеть и разорвать стекло.

http://www.periodictable.ru/031Ga/Ga.html

Источник: eva.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.