Рідинні скляні термометри (стр. 5 из 9)
На відміну від штучного природне старіння виявляється в стиску резервуара і зміні показань термометра з часом , коли термометр знаходиться при кімнатній температурі і не нагрівається. Зміна показань термометрів зі скла, виготовленого за ГОСТ 1224-41, унаслідок природного старіння за перший місяць дорівнює ~ 0,01°С, за рік - 0,03°С, за перші три роки ~ 0,06°С. Якщо ж термометр добре „постарів” при виготовленні, то зміни показань будуть значно менші. Так, у термометра (зі скла, виготовленого за ГОСТ 1224-41), який не пройшов процес штучного старіння, після десятигодинної витримки при 360°С показання змінилися на 5,7°С, а в іншому, який пройшов даний процес старіння за тих самих умов зміна показань не перевищувало 0,1°С. Стандартом і інструкцією для перевірки встановлені наступні допустимі величини зміни показань термометрів у результаті контрольного п`ятигодинного штучного старіння:
| термометр | температура, при якій проводять старіння, оС | Допустима величина зміщення нульової точки, оС |
| зі скла, виготовленого по ГОСТ 1224-41 | 200300360 | 0,30,50,7 |
| з боросилікатного скла | 450500 | 1,02,0 |
Скло 600 і 700 характеризуються більш високою стабільністю: витримка термометрів з цих стекол при температурі 300°С практично не дає зсуву нульової точки.
Як видно з наведених даних, чим вище температура, при якій ртутний термометр застосовують для вимірів, тим більше будуть його похибки від термічних післядій у склі. У температурному інтервалі від -30 до +100° С може бути забезпечена найбільш висока точність виміру температури ртутними термометрами. При більш високих температурах унаслідок зростаючих з температурою впливу термічних післядій у склі точність ртутних термометрів істотно знижується, що відбивається на величинах допустимих похибок показань, установлюваних стандартами. Депресія зростає з підвищенням температури, до якої нагрівають термометр, і швидкості його охолодження.
Для того щоб визначити, як відбивають термічні процеси в склі на показниках рідинних нертутних термометрів, розглянемо два термометри - ртутні і спиртовий, що мають однакові об`єми резервуара V і поперечний розріз капіляра S. Очевидно, що при цих умовах довжина градусного інтервалу l1 спиртового термометра буде в стільки разів більше довжини градусного інтервалу ртутного l2, у скількох видимих коефіцієнтів розширення β1 спирту більше видимого коефіцієнта розширення β2 ртуті,
(4)Якщо в результаті старіння об`єм резервуара кожного з термометрів (при 0°С) зменшився на ∆V, те такий же об`єм ∆V термометричної рідини буде витиснутий у капіляр, і стовпчик рідини в капілярі підвищиться на ∆l (де l = ∆V/S).
Підвищення положення нульової точки в градусах у спиртового термометра буде дорівнює
(5)а у ртутного
(6)Розділивши формулу (5) на (6) з урахуванням виразу (4), одержимо
(7)тобто зміна показань термометрів внаслідок ефекту термічної дії в склі обернено пропорційно величинам видимих коефіцієнтів розширення термометричних рідин.
Видимий коефіцієнт об'ємного теплового розширення органічних рідин у шість-вісім раз більший, ніж у ртуті, тому вплив термічних дій скла на показання рідинних нертутних термометрів буде в шість-вісім раз менші, ніж у ртутних термометрів. Тому що рідинні нертутні термометри виготовляють в основному з ціною поділу не менш 0,5° С і з верхньою межею виміру, що не перевищує 100° С, та максимальна зміна їх показань унаслідок депресії буде менш 0,01° С, тобто значно менше точності відліку показань. Таким чином, можна зробити висновок, що вплив термічних дій у склі на показання нертутних термометрів може не враховуватися.
1.3 Монтаж
Монтування обладнання, яке вимагає обов`язкового використання рідинних термометрів виконується спеціально підготовленим кадровим персоналом. Монтажники обладнання повинні пройти необхідну підготовку або стажування перед допуском до роботи, оскільки термометри містять досить токсичні матеріали, які можуть викликати порушення здоров`я працюючих. Основними вимогами до монтажу та безпеки, що ставляться до конструкцій машин та механізмів, є безпека для здоров'я та життя людей, надійність та зручність експлуатації.
Безпека виробничого обладнання забезпечується:
Дотримання цих вимог в повному обсязі можливе лише на стадії проектування. Тому у всіх видах проектної документації передбачаються вимоги безпеки. Вони містяться в спеціальному розділі технічного завдання, технічних умов та стандартів на обладнання, що випускається.
Дистанційне керування дозволяє здійснювати контроль та регулювання його роботи з ділянок, досить віддалених від небезпечної зони. Завдяки цьому забезпечується безпека праці. Дотримання ергономічних вимог сприяє забезпеченню зручності експлуатації,, зниженню втомлюваності та травматизму. Основними ергономічними вимогами до виробничого обладнання є врахування фізичних можливостей людини та її антропометричних характеристик, забезпечення максимальної зручності при роботі з органами керування. Вимоги безпеки містяться в технічній документації з монтажу, експлуатації, ремонту, транспортування та зберігання виробничого обладнання.
Загальні вимоги до виробничих процесів регламентуються ГОСТ 12.3.002-75. Вони передбачають:
Значною мірою швидкість монтування виробничих приладів оснащених рідинними термометрами залежить від організації та раціональності планування цехів, дільниць, від рівня облаштованості робочих місць, виконання вимог безпеки до виробничих приміщень, зберігання, транспортуванні, складання вихідних матеріалів, заготовок та готової продукції, а також від видалення відходів, повної утилізації, від дотримання вимог безпеки, що ставляться до виробничого персоналу.
Розташування виробничого обладнання, вихідних матеріалів, заготовок, напівфабрикатів, готової продукції та відходів виробництва у виробничих приміщеннях та на робочих місцях не повинно бути небезпечним для персоналу. Розташування виробничого обладнання та комунікацій, відстань між одиницями обладнання з термометрами, повинні відповідати діючим нормам технологічного проектування, будівельним нормам і правилам.
Конструкція, розміри та взаємне розташування елементів апаратів повинні відповідати антропометричним, фізіологічним та психофізіологічним характеристикам людини, а також характеру роботи.
Засоби відображення інформації повинні бути розташовані в зонах інформаційного поля робочого місця з врахуванням частоти та значущості інформації, типу засобів відображення інформації, точності і швидкості спостереження та зчитування.
1.4 Технічне обслуговування
Технічне обслуговування рідинних скляних термометрів перш за все полягає в перевірці їх правильності показань. Показання скляних рідинних термометрів [5] в основному повіряються методом порівняння з показаннями зразкових термометрів у температурному інтервалі від -200 до +600° С. З постійних точок для перевірки використовують точку танення льоду 0° С і точку кипіння води.
Особливо важливе значення має показання термометра при 0°C, тому що по положенню нульової точки термометра контролюють стабільність його показань і величину зміни показань за рахунок старіння і депресії. Положення нульової крапки визначають два рази: до перевірки показань у всіх інших крапках шкали і після перевірки, відразу ж після відліку показань при температурі, що відповідає верхній межі виміру термометра. У такий спосіб може бути проконтрольована стабільність показань (наприклад, по величині депресії). У тих випадках, коли в термометрів з верхньою межею виміру вище 200 С визначають сталість показань шляхом контрольного старіння протягом 5 год. при максимальній температурі, що відповідає верхній межі шкали, то положення нульової крапки визначають три рази: до контрольного старіння, після старіння і, нарешті, після перевірки показань. У рідинних низькоградусних термометрів положення нульової крапки визначають один раз.
Як зразкові прилади при перевірці в діапазоні від -30 до +300° С застосовують майже винятково зразкові скляні ртутні термометри, у діапазоні від -200 до -30 С - зразкові платинові термометри опору і зразкові мідь-константанові термопари, а при температурах від 300 до 6000 С - або зразкові скляні ртутні термометри, або платинові термометри опору.
Для перевірки показань що перевіряються і зразковий термометри встановлюються в термостат, де за допомогою нагрівальних і регулюючих пристроїв послідовно створюють і підтримують температури, що відповідають крапкам, що перевіряються. При цих температурах відраховують і записують показання термометрів.
Дана методика перевірки передбачає способи попередження й усунення різних погрішностей, що впливають на точність перевірки. Щоб виключити вплив тертя на показання високочутливих лабораторних термометрів (тертя виникає при русі ртуті по капіляру), у термостатах створюють режим повільного підвищення температури під час підрахунків показанні і, крім того до відліку злегка постукують по термометрі.
Щоб уникнути погрішності, що виникає внаслідок неодночасності підрахунків термометрів при температурі термостата, що підвищується, інструкцією установлена визначена послідовність підрахунків. Спочатку відраховують показання зразкового термометра, термометрів, що потім перевіряються, з першого до останнього, після чого повторюють підрахунки в зворотній послідовності, починаючи з останнього що перевіряється і кінчаючи зразковим. При цьому показання відраховують по можливості через рівні проміжки часу Таким чином, виробляється одна серія підрахунків, що складається з двох підрахунків показань кожного термометра, унаслідок чого вищевказана погрішність виключається.