Ж и д к о с т н ы е с т е к л я н н ы е т е р м о м е т р ы

В жидкостных термометрах, построенных на принципе теплового расширения жидкости в стеклянном резервуаре, в качестве рабочих веществ используются ртуть и органи­ческие жидкости - этиловый спирт, толуол и др. Жидкостные термометры являются местными показывающими приборами, служат для измерения температуры в системах охлаждения, смазки.

Ртутные термометры, имеют по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями, существенные преимущества: большой диапазон измерения температуры, при котором ртуть остается жидкой, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения термометра химически чистой ртутью из-за легкости её получения. При нормальном атмосферном давлении ртуть находится в жидком состоя­нии при температурах от -39°С (точка замерзания) до 357 ° С (точка кипения) и имеет средний температурный коэффициент объёмного расширения 1, 8 · 10 ^{– 4} K ^{- 1} . Ртутные термометры благодаря своей про­стоте, сравнительно высокой точности измерения, неслож­ности обращения и дешевизне имеют весьма большое распространение и применяются для измерения температур в пределах от -35 до +650 ° С³ (³ ГОСТ 2045-71).

Термометры стеклянные с органическими жидкостями⁴ (⁴ ГОСТ 9177-59) в боль­шинстве своём пригодны лишь для измерения низких тем­ператур в пределах -190…-100 ° С. Основным достоин­ством их является высокий коэффициент объёмного расши­рения жидкости, равный в среднем 1, 13 · 10 ^{– 3} K ^{- 1} , т.е. почти в 6 раз больший, чем у ртути.

Жидкостные термометры состоят из резервуара с жидкостью, капиллярной трубки, присоединённой к резервуару и закрытой с противополож­ного конца, шкалы и защитной оболочки. Для изготовления термометров применяется специаль­ное термометрическое стекло, обладающее небольшим тем­пературным коэффициентом, примерно равным 0, 02 · 10 ^{– 3} K ^{- 1}.

Конечный предел измерения, ограничиваемый темпе­ратурой размягчения стеклянной оболочки ртутного термометра, достигается при помощи искусственного повышения точки кипения ртути. С этой целью у термометров для измерения высоких температур пространство капилляра над ртутью, из которого предварительно удалён воздух, заполняется инертным газом при давлении свыше 2МПа. Термометры с верхним пределом шкалы до 100 ° С иногда газом не запол­няются, и капилляр их находится под вакуумметрическим давлением. Вследствие небольшого отклонения видимого коэффи­циента расширения ртути в стекле при изменении темпе­ратуры ртутные термометры имеют почти равномерную шкалу. Большой размер резервуара увеличивает инерционность прибора, что снижает качество последнего при измерении переменной температуры.

Основная погрешность ртутных термометров зависит от диапазона показаний и цены деления шкалы, с увеличе­нием которых она возрастает.

Ртутные термометры изготовляются двух видов: с вло­женной шкалой и палочные (шкала термометра нанесена непосредственно на поверхности капилляра в виде насечки по стеклу.) Палочные термометры являются более точными по сравнению с термометрами с вложенной шкалой. По назначению ртутные термометры разделяются на промышленные (технические), лабораторные и образ­цовые.

Недостатками ртутных термометров являются их хрупкость, невозможность дистанционной передачи и авто­матической записи показаний, большая инерционность и трудность отсчета из-за нечеткости шкалы и плохой види­мости ртути в капилляре. Всё это в значительной мере ограничивает их применение, оставляя за ними главным образом область местного контроля и лабораторные изме­рения.