Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nhiệt kế cơ khí giãn nở 3. Nhiệt kế cơ khí Nhiệt kế cơ khí gồm nhiệt kế giãn nở và nhiệt kế lưỡng kim. Nguyên lý cấu tạo Dựa trên sự giãn dài tương đối dưới tác dụng của nhiệt độ của hai vật rắn có hệ số giãn nở rất khác nhau được gắn với nhau. Sự phụ thuộc độ dài l của vật rắn vào nhiệt độ của nó : l = l0 (1 + t). (4-2) l0: độ dài của vật ở 0 oC; : hệ số giãn nở tuyến tính trung bình của vật. Hệ số giãn nở của một số vật liệu : (khoảng nhiệt độ 0o 200 oC, .106 (1/ độ)) - Nhôm : 25; - Niken : 13; - Đồng : 18; - Kẽm : 30; - Đồng thau: 19; - Thép các bon: 12; - Thép không nhiễm từ: 18; - Thạch anh nóng chảy: 0,55. 1 - kim loại có hệ số giãn nở lớn; 1 - kim loại có hệ số giãn nở nhỏ; 2 - kim loại có hệ số giãn nở nhỏ; 2 - kim loại có hệ số giãn nở lớn; 3 - kim chỉ thị; 3 - thanh truyền; 4 - lò xo. 4 - kim chỉ thị. Hình 4.4. Nhiệt kế giãn nở Hình 4.5. Nhiệt kế lưỡng kim
1- cuộn lưỡng kim; 3 - mặt số; 2- trục truyền động; 4- kim chỉ thị. Hình 4.6. Nhiệt kế với cuộn lưỡng kim dạng xoắn ốc Một kiểu nhiệt kế lưỡng kim khác được minh họa trên hình (4.6) có giới hạn đo nhiệt độ từ - 40 oC đến 320 oC. Hợp kim của sắt và niken (hợp kim Inva) (36% Ni, 64% Fe) có hệ số giãn nở thấp và khi được hàn với hợp kim (Ni, Mo) sẽ tạo thành dải lưỡng kim chất lượng cao. Bộ phận cảm biến của nhiệt kế này là dải kim loại lưỡng kim có dạng đường xoắn ốc, một đầu được gắn với trục chuyển động quay và kim chỉ thị. Nó sẽ cuộn lại hoặc giãn ra tương ứng với sự thay đổi nhiệt độ của môi trường đo. Phạm vi đo nhiệt độ của thiết bị phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng.
17. Áp suất? có bao nhiêu loại thiết bị đo áp suất. 4.2. THIẾT BỊ ĐO ÁP SUẤT 4.2.1. ĐƠN VỊ ĐO Áp suất chất lỏng (khí, hơi) hiểu là lực tác dụng đều lên một diện tích, đơn vị của nó là đơn vị lực trên đơn vị diện tích. Ta chia ra: áp suất khí quyển; áp suất dư; áp suất tuyệt đối. + Áp suất khí quyển (Pb) tạo nên bởi khối lượng cột không khí của khí quyển trái đất, giá trị của nó thay đổi theo độ cao so với mặt nước biển, điều kiện địa lí và thời tiết . +Áp suất môi trường cao hơn áp suất khí quyển gọi là áp suất dư (p). + Áp suất tuyệt đối (toàn phần) của môi trường (Pa) có thể lớn hơn hay nhỏ hơn áp suất khí quyển. - Nếu lớn hơn thì Pa bằng tổng áp suất khí quyển và áp suất dư Pa = Pb + P. (4-18) - Nếu nhỏ hơn áp suất khí quyển một lượng Pp gọi là hạ áp thì Pa = Pb - Pp. (4-19) Nếu Pp càng bé thì dẫn đến chân không. Gọi giá trị V = Pp/Pb.100% là độ chân không. Các đơn vị thường được dùng đo áp suất: - 1 N/m2 = 1 Pa; - kg/cm2 = 9,80665.104 N/m2 = 1 at - 1bar = 105 N/m2; - milimét cột nước hay milimet cột thuỷ ngân tính ở điều kiện chuẩn 4 oC và g = 9,81 m/s2 (đơn vị mm H2O); 0 oC và g = 9,81 m/s2 (đơn vị mm Hg). - 1mmH2O = 9,81 N/m2; - 1mmHg = 133,322 N/m2 = 1,36 .10-3 kg/cm2 = 1,333. 10-3 bar - 1 N/m2 = 1.10-5 bar = 10,2.10-6 KG/cm2; = 7,5.10-3 mmHg; = 145.10-6 Pound/In2. - 1 at = 9,81.104 N/m2.
4.2.2. CÁC LOẠI THIẾT BỊ ĐO ÁP SUẤT Các thiết bị đo áp suất được chế tạo dựa trên cơ sở cân bằng tác dụng lực nhờ cột chất lỏng hay do biến dạng của lò xo. Theo công dụng chia ra: - Manometer: đo áp suất dư; - Vaccuummeter (chân không kế): dùng để đo độ chân không; - Barometer (phong vũ biểu): đo áp suất khí quyển; - Vaccuummanometer: đo áp suất dư và chân không; - Áp kế vi sai: đo hiệu áp suất.
