Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Термометрия. Температура является важнейшей характеристикой грунтов, определяющей его тепловое состояние (талое или мерзлое) и






Температура является важнейшей характеристикой грунтов, определяющей его тепловое состояние (талое или мерзлое) и, в значительной степени, большинство физико – механических свойств мерзлого грунта. Для измерения температуры грунтов используются различные виды термометров – ртутные, спиртовые, термопары, термопары, термометры сопротивления, оптические и др. Термометры, изготовленные в России, проградуированы в шкале Цельсия (оС), реперными точками которой являются температуры таяния чистого льда (t=0оС) и температура кипения чистой воды (100оС). В качестве мирового стандарта принята шкала Кельвина, нижней отметкой которой является абсолютный ноль (T=0 К). Температуре плавления льда на этой шкале соответствует 273, 15 оС. Таким образом, t оС = T(К) - 273, 15. В США и Великобритании др. странах до сих пор остаются в употребелении шкала Фаренгейта (оF) и Реомюра (оR). Переход от этих шкал к шкале Цельсия осуществляется по формулам t оС = (5/9)(t оF) – 32) и t оС = 1, 25.t оR).

Наиболее распространенными являются жидкостные термометры, в основу которых положен принцип измерения температуры по изменению объема жидкости. Для измерения температуры от минус 30 оС и выше применяются ртутные термометры, для измерения более низких температур – спиртовые. Ограничения связаны с температурой отвердевания этих жидкостей. У ртути она равна минус 38, 9, у спирта минус 114 оС. Термометры с ценой деления в 1 градус и больше называются техническими. Метеорологические и лабораторные термометры в большинстве случаев имеют имеют цену деления от 0, 5 до 0, 1 градуса. В геокриологических исследованиях наиболее часто употребляются следующие термометры. ТМ-6 метеорологический, ртутный, цена деления 0, 2 оС, диапазон измерения от минус 31 до плюс 51 оС; предназначен для измерения температуры воздуха. ТМВ-50, почвенный, вытяжной, ртутный, цена деления 0, 5 оС, диапазон измерения от минус 11 до плюс 41 оС. Лабораторные термометры ТЛ-4 №1 и 2, цена деления 0, 1оС, диапазон измерения от минус 30 до плюс 50 оС, предназначены для измерения температуры в термостатах, холодильных камерах, калориметрах, в других приборах. Для измерения температуры в теипературных скважинах используются вытяжные термометры, соединенные (связанные) в гирлянду. Эти термометры должны обладать определенной инерционностью с тем, чтобы при извлечении из скважины они сохраняли свои показания на время, достаточное для их отсчета и записи. Для увеличения инерционности термометров (заленивливания) их помещают в оправы из теплоизоляционного материала, запаивают в стеклянные колбы и вставляют в пластмассовые или металлические корпуса, защищающие от механических повреждений.

Лабораторные контактные термометры типа ТК и ТПК предназначены для автоматической регулировки температуры в холодильных камерах, термостатах и т.д. Это ртутные термометры, в капиллярах которых находятся электрические контакты. При повышении температуры до нужной величины столбик ртути замыкает контакты, при понижении размыкает.

Жидкостные термометры получили широкое распространение благодаря сравнительно высокой точности измерения при относительной простоте конструкции и производства измерений. Но они имеют и ряд недостатков, сдерживающих дальнейшее расширение области их применения. Наиболее значимыми из них являются большие размеры, ограничение диапазона измерений, невозможность дистанционного фиксирования измеренных величин.

В этом отношении более перспективны электрические термометры. Они подразделяются на термометры сопротивления ЭТС (проволочные, проводниковые, транзисторные)

Термометры сопротивления металлические проволочные (ТСМ). Их действие основано на свойстве металлов изменять электрическое сопротивление с изменением температуры. На практике применяются медные, никелевые, железные и др. ТС. Зависимость электросопротивления некоторых металлов, например меди, от температуры в пределах от -50 до +180 оС близка к линейной и найти связь температуры и электросопротивления достаточно просто. Измерение электросопротивления производится специальными приборами – мостами сопротивления (мостами Уитстона). Тип моста подбирается в зависимости от необходимой точности измерения температуры.

Термометры сопротивления полупроводниковые (терморезисторы) во многих случаях удобнее металлических, благодаря их малым размерам и высокому электрическому сопротивлению.

Термопары используются преимущественно в лабораторных исследованиях при необходимости определения температуры с большой точностью. Простейшая термопара представляет собой два разнородных провдника, концы которых спаяны, образуя электрическую цепь. Если один из спаев нагревать или охлаждать, то на контакте двух металлов появится электродвижущая сила (Е) и по цепи потечет электрический ток, сила которого пропорциональна? величине Е. Величина Е зависит от материала термопары и прямо пропорциональна разности температур спаев. Для изготовления термопар используют специальные сплавы, обладающие большой электродвижущей силой: хромель-копелевые термопары, медь-константановые и др. Полевые температурные исследования сводятся к периодическим замерам температуры в скважинах ртутными заленивленными или электрическими термометрами (термокосами) на определенных глубинах (обычно до 10 – 15 м) в зависимости от поставленных задач. Существует специальный ГОСТ 25358-82 “Грунты. Метод полевого определения температуры”, который рекомендует следующие уровни замеров: первые 3 м через 0, 5 м; до 5 м через 1 м; далее 7 и 10 м.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.