双金属式 温度传感器
双金属温度计属于 机械 温度传感器,它是由两种线胀系数不同的金属薄片 焊接 在一起制成的。它是一种固体膨胀式温度计。其结构简单、牢固,又可将温度变化转换成机械量变化,不仅用于 测量 温度,而且还用于温度控制装置(尤其是开关的“通-断”控制),其使用范围相当广泛。
如图(a)所示,将其一端固定,如果温度升高,下面的金属B(例如黄铜)因热膨胀而伸长,上面的金属A(例如因瓦合金)却几乎不变。致使双金属片向上翘。温度越高则产生的线胀差越大,引起的 弯曲 角度越大。
图(b)为双金属温度计的螺旋结构。它的感温元件通常绕成螺旋形,一端固定,另一端连接指针轴。温度变化时,双金属片因受热或冷却的作用,使感温元件的弯曲率发生变化,并通过指针轴带动指针偏转,在刻度盘上直接显示出温度的变化。
压力式温度计
在密封的容器中,充以气体、液体或低沸点液体及其饱和蒸汽,使其作为 传感器 件。当此感温件的温度变化时,容器内所充介质的体积或压力随之而变,这种变化由和容器相连的压力表检测出来,并由压力表直接显示出温度的读数。这种形式的温度计称为压力式温度计。
按照密封容器内所充的介质种类,分为充 液压 力式温度计、充气压力式温度计和充蒸汽压力式温度计。
上图为这类压力式温度计的基本原理图。充满介质的温包1放在被测对象内,通过毛细管2将温包内脏和压力表3相连,整个连通空间内都充满介质。当被测对象的温度发生变化时,温包内介质的温度也相应变化,导致介质压力变化。通过毛细管的导压,压力表内弹簧管的自由端将产生相应的位移,使指针指出相应的温度。
液体压力温度计的热敏筒、毛细管以及波尔铜管彼此密封连接,并将热敏液体严密地封入其中,如下图所示。
随着热敏筒的温度上升而使液体膨胀时,波尔铜管的端部便发生偏移。利用这种偏移效应,就能指示出温度的大小。用作恒温器时,由于液体膨胀而压迫膜片,使其连接的 开关 动作。常采用煤油(最高使用温度315℃)、乙醇(150℃)以及水银(550℃)。
蒸汽压力温度计是在热敏筒中留有空隙,采用惰性液体而制成的,其形状与液体压力温度计相类似。热敏液体为丙烷(-45~109℃)、正T烷(10~105℃)、甲苯(50~315℃),以及波氧(-185~135℃)等。这类传感器工作原理较为简单,与双金属恒温器一样,也无需使用特殊 电路 。因此,当前仍被广泛使用。气体压力温度计是采用惰性气体,最高使用温度为550℃。液化天然气等也可用于低温区的温度测量。
压力式温度计的指示表头与被测对象有一定距离,毛细管的长度为几米到几十米。温度计的测温范围是-120℃~500℃,随所充介质的不同而有所差异。国产压力式温度计的准确度等级有三种∶1.0、1.5和2.5。这类仪表没有电源,防火防爆的性能好,因此在一些化工、石油等企业中应用较多。
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