Какие металлы входят в состав современного термометра

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

Два металла помогли ученым создать жаропрочные вещества-термометры

Фото ru.123rf.com

Ученые разработали светящиеся комплексы металлов, которые позволяют с высокой точностью измерять температуры до 400°С. Использование в одном веществе двух элементов — тербия и европия, — между которыми происходит перенос энергии, позволяет исключить дополнительную калибровку термометра. Точность измерений высоких температур повышается за счет так называемого эффекта «внутреннего стандарта», то есть сравнения интенсивности свечения этих металлов. Разработанная система позволит в режиме реального времени отслеживать перегрев двигателей самолетов и труб на заводах. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Sensors and Acuators: A. Physical.

Люминесценция — это явление, при котором какой-либо объект светится, когда его, например, облучают светом определенных длин волн. На сегодняшний день такое свойство используется и для высокоточной люминесцентной термометрии. Она основана на способности вещества изменять яркость, цвет и время свечения в ответ на нагрев или охлаждение. Этот подход — один из возможных методов оценки температур порядка 400°С, которые достигаются в двигателях и газопроводах. Кроме того, люминесцентная термометрия позволяет проводить непрерывные измерения в реальном времени и даже составлять температурные карты. Они нужны, например, для оценки распространения тепла по деталям самолета, так как если наиболее нагретая зона придется на двигатель, то он может выйти из строя. Вместе с тем, до сих пор не разработаны безопасные и эффективные методы применения люминесцентной термометрии для решения подобных задач.

Группа ученых из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва) и Института нанотехнологий микроэлектроники РАН (Москва) исследовала два химических элемента, тербий и европий, а также их комплексы с тремя разными органическими анионами-лигандами (ими стали ионы гидроксибензойной кислоты) в качестве возможных материалов для люминесцентной термометрии. Чтобы их получить, авторы смешивали в спирте растворы гидроксида металла и анионов, затем осадок отфильтровывали, а жидкость выпаривали.

Специалисты показали, что комплекс, включающий в себя только европий, не обладал люминесценцией, тогда как соединения тербия, напротив, продемонстрировали хорошее свечение. Авторы предположили: соединения с европием не излучают потому, что энергия возбуждения передается между органическими лигандами и элементом недостаточно эффективно. Тогда могло бы помочь добавление к ним тербия, поскольку он отдаст европию часть собственной энергии, и процессы ее переноса станут эффективнее. Эксперимент подтвердил эту догадку: эффективность люминесценции европия возросла от 0% до 77%.

Чтобы продемонстрировать применимость своей системы в термометрии, ученые покрыли поверхность игрушечного металлического самолетика тонкой пленкой комплекса европия и тербия, а затем нагрели модельку с помощью строительного фена. В результате специалисты наблюдали градиентное изменение цвета: спереди, откуда шел теплый поток, температура была выше, и европий светился оранжевым, а в хвосте, где меньше тепла, — преобладало зеленое свечение тербия.

«Полученные нами соединения сочетают высокую стабильность и интенсивность люминесценции, а также точность определения температур в диапазоне до 400°С. Материалы и тонкие пленки на их основе можно использовать для бесконтактного измерения высоких температур, в том числе картирования. В дальнейшем мы планируем расширить доступный интервал температур, повысить интенсивность люминесценции, а также получить термометры со свечением в инфракрасном диапазоне, где рассеяние света минимально», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Валентина Уточникова, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник кафедры неорганической химии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Информация предоставлена пресс-службой Российского научного фонда

Какие металлы входят в состав термометра

В безртутных термометрах используется не токсичный сплав металлов — галлий, индий, олово. Этот сплав абсолютно безопасен, не требует специальных условий к утилизации. Но стоит такой градусник в пять раз дороже, чем ртутный.

Что в современном градуснике?

Сейчас в продаже можно найти как ртутный термометр, так и градусник без ртути. В данном градуснике вместо ртути содержится «ГАЛИНСТАН»,смесь сплава с заявленным составом 68,5 % галлия, 21,5 % индия и 10 % олова. Содержание данного термометра абсолютно безопасно.

Как понять что в градуснике ртуть или нет?

Для начала не паниковать раньше времени и убедиться, точно ли у вас ртутный термометр, а не спиртовой. У последнего жидкость в трубке, как правило, окрашена в красный цвет, а в ртутном она серебристо-серая.

Что делать если трогал ртуть?

Место разлива ртути обработайте концентрированным раствором марганцовки или хлорной извести. Это окислит ртуть, чем приведет ее в нелетучее состояние. Если ни того, ни другого в доме не нашлось, можно приготовить горячий мыльно-содовый раствор: 30 граммов соды, 40 граммов тертого мыла на один литр воды.

Почему перестали выпускать ртутные градусники?

Как оказалось, ртутные градусники сейчас действительно больше не производят. Причина в подписанной еще в 2014 году международной Минаматской конвенции по ртути. Согласно этому документу, с 2020 года запрещается производство градусников и других измерительных приборов, в которых содержится ртуть.

Какая ртуть содержится в градуснике?

В обычном градуснике содержится до 2 г ртути, в энергосберегающих лампах не более 2,5 мг, т. е. чуть ли не в 1000 раз меньше.

Куда девать старый градусник?

ГКУ «Пожарно-спасательный центр» — по телефону не всегда могут подтвердить, что есть услуга приёма градусников. .
НПП «Экотром» сайт: http://www.ecotrom.ru/ .
ГК «Управление Отходами» — утилизация разбитого ртутного градусника стоит 1 500 рублей.
Экорецикл:

Сколько нужно времени чтобы выветрилась ртуть?

Хорошее проветривание позволяет уменьшить её до 50—80 ПДК уже через 3 дня и полностью выветривается зв 1—3 месяца.

Когда можно заходить в комнату где разбился градусник?

В помещении, где разбился градусник, нельзя заходить 10 дней? «Одного хорошего проветривания при условии, что все частицы ртути были собраны, достаточно. Если в течение суток не наступило отравление, то вероятнее всего, опасности для здоровья нет», — сказал Печенкин.

Можно ли спать в той комнате где разбился градусник?

Сначала всю комнату нужно тщательно обработать раствором марганцовки. . Через час пол необходимо протереть мыльно-содовым раствором. Для лучшего эффекта повторять процедуру стоит два раза в сутки в течение 3-4 дней. Все это время ни в коем случае нельзя спать в помещении, где был разбит градусник.

Что делать если разбился градусник и ртуть не нашли?

Единственно верный ответ на вопрос, что делать, если разбился градусник и ртуть не нашли, заключается в обращении к специалистам по демеркуризации.

Что делать если собрала ртуть руками?

Собранную ртуть (а также бумагу, спицу или иглу, пластырь) положите в банку и закупорьте ее крышкой. После этого тщательно вымойте то место, где была разлита ртуть. Можно также протереть это место раствором марганца или мыльно-содовым раствором. Затем обязательно вымойте руки.

Как избавиться от паров ртути?

И концентрация паров ртути в квартире станет гораздо выше, чем раньше. Избавиться от ртути на самом деле возможно. — Нужно собрать всю видимую ртуть на лист бумаги и опустить в банку с подсоленным раствором марганцовки с уксусом или водным раствором «Белизны» (средство для дезинфекции), — говорит Александр Кукса.

ТЕРМОМЕТРЫ

ТЕРМОМЕТРЫ, приборы для измерения т-ры посредством контакта с исследуемой средой. Первые термометры появились в кон. 16-нач. 17 вв. (напр., термоскоп Галилея, 1597), сам термин «термометр»-в 1636. Действие термометров основано на изменениях однозначно зависящих от т-ры и легко поддающихся определению разных физ. св-в тел (геом. размеры, давление в замкнутом объеме, электрич. сопротивление, термоэдс, магн. восприимчивость и др.). Соотв. различают следующие наиб, распространенные типы термометров: расширения, манометрические, сопротивления, термоэлектрические, магнитные (см. также Термометрия).

Термометры расширения построены по принципу изменения объемов жидкостей (жидкостные термометры) или линейных размеров твердых тел (деформационные термометры).

Действие жидкостных термометров основано на различиях коэф. теплового расширения рабочего, или термометрич., в-ва (ртуть, этанол, пентан, керосин, иные орг. жидкости) и материала оболочки, в к-рой оно находится (термометрич. стекло либо кварц). Несмотря на большое разнообразие конструкций, эти термометры относятся к одному из двух осн. типов: палочные (рис. 1, а) и с вложенной шкалой (рис. 1, б). Особенно распространены ртутные стеклянные термометры, подразделяемые на образцовые (1-го разряда-только палочные, 2-го разряда-оба типа), лабораторные (оба типа), технические (только с вложенной шкалой). Среди приборов, заполненных орг. жидкостями и используемых лишь для измерения т-р ниже — 30 °С, чаще других применяют спиртовые термометры. Все жидкостные термометры используют обычно для локальных измерений т-ры (от — 200 до 600 °С) с точностью, определяемой ценой деления шкалы. Для образцовых стеклянных термометров с узким диапазоном шкалы цена деления может достигать 0,01 °С. Точность измерений зависит от глубины погружения термометра в исследуемую среду: прибор следует погружать на глубину, при к-рой проводилась его градуировка. Достоинства этих термометров-простота конструкции и высокая точность измерений. Недостатки: невозможность регистрации и передачи показаний на расстояние; зависимость показаний от измерения объемов жидкости и резервуара, в к-ром она находится; тепловая инерционность; невозможность ремонта.

Разновидность жидкостных при-боров-электроконтактные ртутные термометры, применяемые для регулиро-вания т-ры или сигнализации о нарушении заданного температурного режима в пределах от — 30 до 300 °С. Платиновые контакты, впаянные в ниж. часть капилляра, соединены с медными проводниками, к-рые через реле включены в цепь электрич. нагревателя либо сигнализации. В момент соединения контактов столбиком ртути замыкается цепь реле, выключающего нагреватель или включающего сигнализацию.

Деформационные термометры (дилатометрические и биметаллические) ОС-РИС. 1. Термометры расширения: а-палочный; б-с вложенной шкалой.

Манометрические термометры. Их действие основано на изменении давления Ар рабочего в-ва, заключенного в емкость посто-янного объема, при изменении его т-ры D t. По конструкции манометрические термометры всех типов практически одинаковы И состоят из термобаллона, манометрич. трубчатой пружины (одно- или многовитковой, в виде сильфона) и соединяющего их Капилляра (рис. 2). При нагр. термобаллона, помещен-ного в зону измерения т-ры, давление в-ва внутри замкнутой системы возрастает. Это увеличение давления воспринимается пружиной, к-рая через передаточный механизм воздействует на стрелку прибора. В зависимости от того, чем заполнены термобаллоны, различают газовые, жидкостные и конденсационные термометры.

В газовых термометрах (обычно постоянного объема) изменение т-ры идеального газа пропорционально изменению давления, под к-рым рабочее в-во (N 2 , He, Аг) полностью заполняет термосистему прибора. В диапазоне измеряемых т-р (от — 120 до 600 °С) различия св-в идеальных и реальных газов учитыва ются при градуировке термометров.

Рис.2. Манометрич. термометр: 1 — термобаллон; 2-капилляр; 3-трубчатая пружина; 4-держатель; 5-поводок; 6-сектор (4-6-передаточный механизм).

В основу работы жидкостных термометров, термобаллоны к-рых полностью заполнены кремнийорг. жидкостями, положена зависимость: D p = ( b p / b c ) D t, где b p и b с -коэф. объемного расширения и сжимаемости рабочей жидкости. Изменение ее объема, как следует из этого ур-ния,-линейная ф-ция т-ры, что определяет равномерность шкал данных приборов. Пределы измерений от — 50 до 300 °С.

В конденсационных (парожидкостных) термометрах измеряют давление насыщ. пара над пов-стью низкокипящей жидкости (ацетон, метилхлорид, нек-рые хладоны), заполняющей термосистему на 2/3 ее объема. Изменение этого давления непропорционально изменению т-ры, поэтому такие приборы имеют неравномерные шкалы. Пределы измерений от -25 до 300 °С.

Манометрические термометры надежны в эксплуатации (хотя и отличаются запаздыванием показаний) и используются как показывающие, самопишущие и контактные техн. приборы; при большой длине капилляра (до 60 м) могут служить дистанционными термометры. Погрешность измерений b 1,5% от максимального значения шкалы при нормальном давлении. В случае отклонений от них возникают дополнительные погрешности, к-рые определяются расчетом или компенсируются.

Т ермометры сопротивления. Измерение (с высокой точностью) т-ры основано на св-ве проводников (металлы и сплавы) и полупроводников (напр., оксиды нек-рых металлов, легиров. монокристаллы Si или Ge) изменять электрич. сопротивление при изменении т-ры. С ее повышением для проводников сопротивление увеличивается, для полупроводников-уменьшается. Количественно такая зависимость выражается температурным коэф. электрич. сопротивления (ТКЭС, °С -1 )·

Эти термометры состоят из чувствит. элемента (термоэлемента) и защитной арматуры. Наиб. распространены термометры с термоэлементами из чистых металлов, особенно Pt (ТКЭС = 3,9·10 -3 ) и Сu(4,26·10 -3 ). Конструктивно чувствит. элемент представляет собой металлич. проволоку, намотанную на жесткий каркас из электроизолирующего материала (напр., слюда, кварц) или свернутую в спираль, к-рая герметично помещена в заполненные керамич. порошком каналы каркаса (рис. 3). Платиновые термометры применяют для измерения т-р в пределах от — 260 до 1100°С, медные-от — 200 до 200 °С. Платиновый либо медный чувствит. элемент, вставленный в гильзу (из бронзы, латуни или нержавеющей стали), на конце к-рой имеются выводы (клеммы) для присоединения к головке термометра, наз. термометрич. вставкой. Последняя может входить в состав прибора либо использоваться отдельно как датчик т-ры.

Полупроводниковые термометры, или терморезисторы ( рис. 4), выпускают в виде стержней, трубок, дисков, шайб или бусинок (размеры от неск. мкм до неск. см). Они обладают высоким ТКЭС [(3-4)·10 -2 °С -1 ] и соотв. большим начальным электрич. сопротивлением, что позволяет снизить погрешность измерений. Осн. недостатки, ограничивающие широкое внедрение данных приборов в термометрию,-плохая воспроизводимость их характеристик (исключается взаимозаменяемость) и сравнительно невысокая макс. рабочая т-ра (от — 60 до 180°С). Терморезисторы используют для регистрации изменений т-ры в системах теплового контроля, пожарной сигнализации и др.

Рис. 3. Платиновый термометр сопротивления: а-общий вид; б-чувствит. элемент; 1-металлич. чехол; 2 — термоэлемент; 3-установочный штуцер; 4-головка для присоединения к вторичному прибору; 5-слюдяной каркас; 6-обмотка из платиновой проволоки; 7-выводы.

Рис. 4. Терморезисторы: а-стержневой (1-эмалир. цилиндр; 2-контактные колпачки; 3-выводы; 4-стеклянный изолятор; 5-металлич. фольга; 6-металлич. чехол); б-бусинковый (1-чувствит. элемент; 2-электроды; 3-выводы; 4-стеклянная оболочка).

Технические термометры сопротивления работают в комплекте с измеряющими электрич. сопротивление вторичными приборами (напр., автоматич. уравновешенные мосты, лого-метры), шкалы к-рых градуированы непосредственно в °С.

Термоэлектрические термометры состоят из термоэлектрич. преобразователя и вторичного прибора. Термоэлектрич. преобразователь (ТЭП, термопара-устаревшее)-цепь из двух (рис. 5, а) или неск. соединенных между собой разнородных электропроводящих элементов (обычно металлич. проводников, реже полупроводников). Действие ТЭП основано на эффекте Зеебека: если контакты (как правило, спаи) проводников, или термоэлектродов, находятся при разных т-рах, в цепи возникает термоэлектродвижущая сила (термоэдс), значение к-рой однозначно определяется т-рами «горячего», или рабочего (t), и «холодного», или свободного (t 0 ), контактов и природой материалов, из к-рых изготовлены термоэлектроды.

Проволочные термоэлектроды ТЭП помещают в стальной или керамич. чехол, подключая своб. концы к выводамс крышкой; изолируют один от другого по всей длине от горячего спая керамич. изоляторами (рис. 5,6). Рабочий спай изолируют от чехла керамич. наконечником. Горячую часть ТЭП (со стороны рабочего спая) погружают в объект измерения т-ры. Стандартные ТЭП имеют разл. конструкт тивные исполнения и могут отличаться след. признаками: способами контакта с исследуемой средой (погружные и поверхностные) и защиты от мех. повреждений и хим. воздействия контролируемой среды; инерционностью; числом зон контроля т-ры в объекте (одно- и многозонные); числом рабочих спаев (одинарные, двойные); длиной погружаемой части и т. д. Осн. характеристики наиб. распространенных ТЭП приведены в таблице. Все большее применение находят преобразователи, изготовленные из спец. кабеля,-бронированные оболочковые, или кабельные. Для измерений термоэдс ТЭП работают в комплекте с вторичными приборами (милливольтметры, потенциометры и др.). ТЭП широко используют в устройствах для измерений т-ры в разл. автоматизир. системах управления и контроля.

Рис. 5. Термоэлектрич. преобразователь: а-цепь из термоэлектродов А и В; б-устройство; 1-рабочий спай; 2-изолятор; 3-чехол; 4-выводы.

Менее распространены акустич., магн. и нек-рые иные термометры. Существуют термометры спец. назначения, напр. гипсотермометры (для измерения атм. давления по т-ре кипящей жидкости), метеорологические (для измерений гл. обр. на метеостанциях), глубоководные (для измерений т-ры воды в водоемах на разл. глубинах).

Лит.: Воскресенский П.И., Техника лабораторных работ, 10 изд., М., 1973; Кулаков М.В., Технологические измерения и приборы для химических производств, М., 1983, с. 41-81; Шкатов E. F .,Технологические измерения и КИП на предприятиях химической промышленности, М., 1986, с. 158-203; Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник, под ред. В. В. Черенкова, Л., 1987, с. 36-46. См. также лит. при ст. Термометрия.

Металлические термометры сопротивления

Металлические термометры сопротивления (TС) широко применяют для измерения температуры в интервале от минус 260 до плюс 750 °С, в отдельных случаях – до 1100 °С.

Принцип действия ТС основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры в связи с возрастающим рассеянием электронов проводимости на неоднородностях кристаллической решетки, обусловленным увеличением тепловых колебаний ионов около своих положений равновесия.

В качестве материалов для изготовления ТС используют только чистые металлы, в основном платину и медь, поскольку другие металлы и сплавы обладают меньшим значением температурного коэффициента сопротивления и недостаточной воспроизводимостью термометрических свойств.

Этим требованиям в широком интервале температур удовлетворяет платина, при невысоком верхнем пределе измеряемой температуры – медь. Платиновые термометры обозначают ТСП, медные – ТСМ.

Зависимость сопротивления платинового термометра R_Т от температуры Т подчиняется следующим закономерностям (рисунок 3.1, кривая 1):

· при –200°С £ Т £ 0 °С:

R_T = R ₀[1 + АТ + ВТ 2 + С (Т – 100) Т 3 ]; (3.1)

· при 0°С £ Т £ 750 °С:

R_T = R ₀[1 + А Т + В Т 2 ], (3.2)

где R ₀ – сопротивление термометра при Т = 0 °С, Ом, зависящее от обозначения градуировки термометра;

А = 3,96847 × 10 –3 °С –1

В = –5,847 × 10 –7 °С –2 – постоянные коэффициенты.

С = –4,22 × 10 –12 °C –4

Рисунок 3.1 – Статические характеристики термометров сопротивления:

1 – платинового (ТСП); 2 – медного (ТСМ); 3 – термистора

К недостаткам ТСП следует отнести отклонение от линейного закона их градуировочных характеристик 1 рисунка 3.1. Однако устойчивость чистой платины в окислительной контролируемой среде и длительное время сохранения своих градуировочных данных в достаточной степени компенсируют указанный недостаток и позволяет считать ТСП наиболее точным из числа первичных преобразователей, предназначенных для измерения температуры в той же области.

К достоинствам ТСМ следует отнести дешевизну, простоту получения тонкой проволоки в различной изоляции, возможность получения проводниковой меди высокой чистоты и линейный характер градуировочной зависимости 2.

Зависимость электрического сопротивления медного термометра. R_t от температуры Т в интервале от –50 до 180 °С описывается линейным уравнением (рисунок 1, прямая 2):

где a _м = 2,26×10 –3 °С –1 – температурный коэффициент электрического сопротивления.

К числу недостатков ТСМ относятся малое удельное сопротивление меди (r = 1,7×10 –8 Ом×М) и интенсивная окисляемость ее при невысоких температурах.

Чувствительность ТС характеризуется температурным коэффициентом сопротивления и пренебрегая незначительной кривизной градуировочных характеристик ТСП (т. е. В = С = 0), может быть в общем виде выражена равенством:

где a_тс – температурный коэффициент материала ТС, °С –1 , равный соответственно А или a _м.

Термометры сопротивления из чистых металлов изготавливают обычно в виде обмотки из тонкой проволоки диаметром от 0,05 до 0,1 мм на специальном каркасе из изоляционного материала. Эту обмотку называют чувствительным элементом ТС. В целях предохранения от возможных механических повреждений и воздействия контролируемой среды, чувствительный элемент термометра заключают в специальную защитную гильзу.

Особенности конструкции различных ТС представлены на лабораторном стенде и учебных плакатах.

Платиновые ТС в зависимости от назначения разделяются на эталонные, образцовые, лабораторные (повышенной точности) и технические. Медные ТС — только технические.

Технические ТСП изготавливаются с номинальными значениями сопротивления при 0 °С (R ₀), равными 10, 50, 100 Ом, которым присвоено обозначение градуировки соответственно 10 П, 50 П и 100 П, (устаревшее обозначение гр. 20, гр. 21 и гр. 22). Предназначаются для измерения температуры от минус 200 до плюс 650 °С.

ТСП с гр. 10 П (R ₀= 10 Ом) целесообразно применять для измерения температуры выше 200 °С, для низких температур (ниже 0 °С) – ТСП с гр. 50 П (R ₀ = 50 Ом) или гр. 100 П (R ₀= 100 Ом).

Для медных ТС величины R ₀ установлены также равными 10, 50 и 100 Ом, которым присвоено обозначение градуировки соответственно 10 М, 50 М и 100 М (устаревшее обозначение гр. 50 М и 100 М – гр. 23 и гр. 24). Применяются ТСМ для измерения температуры от минус 50 до плюс 200 °С.

К числу достоинств ТС следует отнести: высокую степень точности измерения температуры; возможность выпуска измерительных приборов к ним со стандартной градуировкой шкалы; возможность централизованного контроля температуры путем присоединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления через переключатель к одному измерительному прибору; возможность использования их с информационно-вычислительными машинами.

Основными недостатками ТС являются: большие размеры, не позволяющие использовать их для измерения температуры в малых объемах, значительная инерционность (постоянная времени до нескольких минут), необходимость в постороннем источнике и учете сопротивления подводящих проводов.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Материалы для термометров сопротивления

Для измерения температуры в области от -200 до +700 о С широко применяются термометры сопротивления. Действие этих термометров основано на свойстве металлов увеличивать своё электрическое сопротивление при возрастании их температуры. Тепловоспринимающая часть, или чувствительный элемент термометра сопротивления, представляет собой тонкую проволоку, намотанную на жёсткий каркас из изоляционного материала или, в научных исследованиях, непосредственно на измерительную ячейку.

Достоинствами термометров сопротивления являются: 1) высокая степень точности измерения температуры; 2) возможность дистанционного размещения измерительной аппаратуры; 3) возможность автоматической записи температуры; 4) возможность автоматического регулирования температуры; 5) возможность использования многоточечных измерительных приборов.

Термометр сопротивления работает в комплекте с электроизмерительными приборами, фиксирующими изменение его состояния. К числу таких приборов относятся логометры и уравновешенные мосты, а в лабораторных условиях – также неуравновешенные мосты и потенциометры.

Для изготовления термометров сопротивления используются металлы, удовлетворяющие следующим требованиям:

1. Большой температурный коэффициент сопротивления (ТКρ) α. Как и любой ТК, α = (1/ρ) (Δρ/ΔТ). Для большинства чистых металлов α ≈ 4 х 10 -3 град -1 . Исключение – Fe и Ni, для которых α ≈ 6,35 х 10 -3 град -1 .

2. Зависимость сопротивления металла от температуры при графическом её представлении должна выражаться плавной кривой, а оптимально – прямой линией. Предпочтительнее – прямая пропорциональность. Изменение сопротивления проводника выражается уравнением R_t = R₀(1 + αt).

3. Большое удельное сопротивление ρ. Чем больше ρ, тем, при выбранном сечении, меньшей длины проволока должна быть намотана на каркас для получения желаемой величины сопротивления термометра.

4. Постоянство химических и физических свойств металла в области измеряемых температур.

5. Высокая воспроизводимость свойств металла.

Наиболее подходящими металлами являются платина, медь, никель и железо.

Платина в окислительной атмосфере инертна даже при высоких температурах. В восстановительной среде при высоких температурах возможно загрязнение платины окисью углерода и парами металлов, что вызывает хрупкость и непостоянство её характеристик. ТКρ платины ≈ 3,9 х 10 -3 град -1 , ρ ≈ 0,1 Ом х мм 2 /м, зависимость ρ от температуры практически линейная вплоть до 600 о С. Таким образом, платина удовлетворяет практически всем вышеперечисленным требованиям.

Медь имеет ТКρ ≈ 4,25 х 10 -3 град -1 и линейный характер зависимости сопротивления от температуры в интервале -50 – 200 о С. Недостатком меди является малое удельное сопротивление и её лёгкая окисляемость.

Никель и железо обладают более высокими значениями ТКρ, чем все прочие металлы – 6,28 х 10 -3 град -1 и 6,4 х 10 -3 град -1 соответственно и довольно высоким значением ρ ≈ 0, — 0,13 Ом х мм 2 /м. Однако, получение их в чистом виде затруднено, они легко окисляются, поэтому низка воспроизводимость их свойств. Кроме того, зависимость ρ от температуры практически выражается кривыми. Всё это затрудняет их применение.

Похожие публикации:

Трубка домофона rexant 45 0347 как подключить
Что больше потребляет электроэнергии телевизор или компьютер
Что такое u в физике электричество
Как настроить кварцевый фильтр трансивера

Какие металлы в современных термометрах

В обычных бытовых термометрах применяется ртуть или что-то другое?

Именно в обычных. В которых в качестве т.с. действующего элемента применяется жидкое вещество.

градусник термометр

В настоящее время уже не выпускаются бытовые термометры с ртутью ввиду таксичности жидкого металла, который использовался в приборах. Разработан сплав галистан. Название по первым буквам используемых в нем элементов. В галистане содержится почти 70% галия, 20% индия и 10% олова. Характеристики, диапазон измерения, совпадают с бытовыми термометрами со ртутью. Используют еще цифровые и инфракрасные термометры, но реже, в них большая погрешность измерения.

В медицинских термометрах в подавляющем большинстве случаев до сих пор используется ртуть. Безртутные термометры с галлий-индий-оловянным сплавом встречаются в продаже, но в несколько раз дороже обычных ртутных и сравнимы по цене с электронными. Производит их практически единственная фирма Geratherm. По сравнению с ртутными, такие термометры имеют малый срок службы: ртутный термометр, если его не разбить, практически вечен, а в безртутных галлиевый сплав постепенно начинает смачивать стенки капилляра.

Галлиевый сплав не является абсолютно безопасным. Сами галлий и индий по токсичности сравнимы со свинцом, а по некоторым данным — и с ртутью, при этом обладая исключительной способностью «мазаться», оставаясь на вещах и руках. Однако, в отличие от ртути, они практически лишены способности испаряться.

Спиртовые термометры используются не для измерения температуры тела (они слишком грубы для этого), а для определения температуры воды, воздуха и т.д. Их легко отличить по прозрачному окрашенному в какой-либо цвет (чаще всего красный) наполнению. Кстати, спирты редко используются для наполнения термометров — чаще всего применяют керосин или метиловый эфир диэтиленгликоля. В количествах, содержащихся в термометре, они не опасны для здоровья.

«Много лет выпускают уже без ртути»: в России развеяли основные мифы о ртутных градусниках и рассказали что делать, если прибор разбился

Ртутные термометры считаются самыми точными. Однако из-за опасности самого металла многие люди предпочитают покупать градусники другого типа. Генеральный директор «Первого термометрового завода» Дмитрий Корнеев поспешил развеять сформировавшиеся стереотипы.

Разные виды

Сейчас большинство компаний производит спиртовые термометры. Визуально они выглядят почти так же, как и ртутные. Предприниматель также сообщил, что некоторые виды измерительных приборов изготавливают на основе галистана. Этот сплав полностью безвреден для организма. Коммерсант отдельно отметил, что иногда в градусниках все-таки присутствует ртуть, но ее итоговое содержание не более 1 грамма.

Как действовать в случае повреждения градусника

Прежде всего Корнеев рекомендует отказаться от паники. Именно она часто становится причиной необдуманных и крайне опасных поступков. Следует открыть окна и закрыть двери. Попадание паров ртути в другие помещения нужно исключить.

Собирать шарики ртути следует в резиновых перчатках. Их нужно сразу помещать в банку с холодной водой. Мелкие капли удастся собрать с помощью груши, шприца, смоченной в воде ваты, пластилина.

После этого нужно плотно закрыть банку крышкой и сдать на предприятие, занимающееся утилизацией отходов подобного типа.

Место разлива ртути следует обработать хлорсодержащим отбеливателем. Например, подходит обычная «Белизна». Подметать ртуть веником нельзя. Прутья только разгонят капли по комнате, увеличив площадь поражения. Не стоит собирать ртуть и пылесосом. Проблемы от этого только усугубятся.

Вместо итогов

При необходимости можно использовать электронные термометры. Они получили распространение именно во время пандемии коронавируса.

Измерение температуры тела проходит быстро, его можно делать на лбу, кистях рук. Принципиальной разницы в этом случае не существует.

Безртутный градусник – настоящая панацея или снова куча недостатков

Сегодня безртутные градусники начинают приобретать все большую популярность. Кто-то считает, что безртутные термометры и есть тот идеальный измеритель температуры, который, наконец, был изобретен. Давайте посмотрим на него повнимательнее и выясним, не преждевременны ли наши такие высокие его оценки.

Что находится внутри безртутного градусника

Всем нам хорошо известен основной недостаток ртутного градусника. Это, безусловно, опасная и токсичная ртуть. Безртутный градусник, как следует из его названия, не имеет ртути. Вместо этого он заполнен галистаном (из-за этого его еще иногда называют галистановый термометр). Галистан – это смесь трех металлов: галлия, индия и олова в определенной строго заданной пропорции. Эти металлы малотоксичны и достаточно безвредны для человека.

Еще преимущества безртутных медицинских термометров

Вот других преимуществ у безртутного градусника перед ртутным аналогом и нет. А есть наоборот дополнительные недостатки. Первый — это высокая цена. Сегодня он стоит до 5 раз дороже, чем стеклянные ртутные градусники. По своей цене он уже опередил многие недорогие электронные термометры.

Далее сбросить показания безртутного градусника весьма проблематично, особенно для детей и пожилых людей. Вот, что об этом пишут сами покупатели в одном из интернет-магазинов:

Безртутный термометр

Ну и, конечно же, он имеет весь букет недостатков ртутного градусника. Он стеклянный, а значит хрупкий. Его также легко разбить. Безусловно, безртутный термометр достаточно точный градусник, при правильном применении измерить температуру подмышкой можно.

Кстати, покупая сегодня безртутный термометр можно легко нарваться на подделку. Видя выгоду от его более высокой цены, некоторые нечистоплотные продавцы продают ртутные термометры как безртутные. А теперь представьте, что произойдет, если вы разобьете такой градусник, думая, что он безопасен и нетоксичен. И заявленное время измерения в 3 минуты является слишком заниженным, точно измерить температуру тела подмышкой неважно ртутным или безртутным медицинским градусником, или электронным термометром можно только при длительном измерении. При измерении аксиллярно (в подмышечной области) время измерения определяется не техническими параметрами термометра, а параметрами подмышечной области: какая там начальная температура, как быстро увеличивется температура, когда вы плотно прижмёте руку. Вы можете проделать такой эксперимент. Прижмите руку плотно и подержите так минут десять. Потом быстро установите термометр. Время измерения составит 2…3 минуты. И не важно, чем вы пользуетесь, стеклянным градусником или электронным термометром.

Так стоит ли купить безртутный градусник?

Мы проанализировали сотни отзывов реальных покупателей безртутных термометров в интернет-магазинах и приведем сейчас типичный из них:

Очень правильно сказано: если держишь столько, сколько нужно. Но это можно отнести и к электронным термометрам. Если его долго держать, то он измерит точно. Плохо то, что большинство продающихся сейчас в стране электронных термометров предназначены на самом деле для измерения температуры во рту, а не в подмышечной области. Во рту измерение происходит гораздо быстрее благодаря наличию слюны и постоянной температуры. Одной минуты вполне хватает. Но мы в России не привыкли так измерять температуру. Мы устанавливаем электронный термометр подмышку, а он через 1…2 минуты уже издаёт сигнал, что измерение завершилось, хотя держать термометр нужно ещё 2…8 минут. В результате — заниженные показания.

Отсюда вывод, если бы был электронный термометр, предназначенный для измерения аксиллярно (подмышкой), то это был бы лучший вариант, и точный, и безопасный.

Есть в России такой электронный термометр!

Конечно, такой термометр мог появиться только в России, где измеряют температуру подмышкой и где все стандарты рассчитаны именно на это. Ведь хорошо знакомая нам 36,6 – это именно нормальная температура подмышкой. Во рту нормальная температура другая и практически никто не знает, какая она должна быть.

Термометр RELSIB WT50 как и ртутный градусник измеряет температуру подмышкой с точностью 0,1 о С. И он, конечно же, безопасен, так как в электронном термометре ни о какой ртути не может быть и речи. Кроме того он имеет массу дополнительных возможностей.

Он изготовлен полностью из гипоаллергенного медицинского пластика без металлического наконечника, его легко мыть и дезинфицировать. Он передает измеренные показания на мобильный телефон, где их можно архивировать по датам или отправлять по электронной почте. Имеется функция прогнозирования температуры для ускоренного получения результата. Имеются два бесплатных мобильных приложения: универсальное Thermometer Smart Family для измерения температуры тела, воздуха и воды и специальное детское приложение Termosha.

И если раньше конкурентов у стеклянного градусника по точности фактически не было, то сегодня ситуация кардинально поменялась в лучшую сторону с появлением электронного термометра RELSIB WT50.

Как отличить ртутный градусник от безртутного

Приходилось ли вам в детстве, разбив ненароком градусник, слышать встревоженные возгласы взрослых «Нельзя! Не трогай»? А когда вы становились постарше, выслушивать бесконечные рассказы о коварстве такого симпатичного и проворного ртутного шарика, который может отравить все ваше семейство, если его вовремя не обезвредить, и о том, какие опасности ждут неосторожных? Прошли годы, вчерашние мальчики и девочки стали папами и мамами, и сегодня уже они предупреждают своих непосед: «Не трогай градусник, а то получишь! Не прикасайся к ртути, а то отшлепаю!».

При этом в продаже давным-давно имеются не только электронные термометры, которые, впрочем, тоже нежелательно ронять и швырять, но и безртутные градусники, которые внешне почти неотличимы от нашего старого спутника — ртутного термометра. И все же один вид разбившегося градусника вызывает тревогу, особенно если вы купили давным-давно и не помните, что за штучка лежит у вас в аптеке — ртутный термометр или его безобидный «двойник». А если это ЧП произошло в детском саду, в школе или в детском клубе, тревога взрослых превышает все мыслимые пределы. Так как же отличить ртутный термометр от градусника, в котором нет ртути, чтобы решить, какие действия предпринять — вызывать ли команду профи, которые обезвредят опасный медицинский прибор, или спокойно выкинуть то, что осталось от градусника, в мусорную корзину, следя лишь за тем, чтобы на полу и особенно в дальних углах не осталось ни одного, даже самого крошечного осколка?

Начнем со способа, который позволяет отличить опасный ртутный термометр от его почти идентичного «близнеца». Внутри такого градусника, как и внутри его термометра со ртутью, находится тоненькая трубочка, заполненная каким-то светлым веществом. Но это не опасная ртуть, а всего лишь галистан (сокращенное и более удобопроизносимое название для смеси трех металлов — галлия, индия и олова), который не отравляет воздух. Итак, как все мы помним из школьного курса химии, а кто запамятовал, тот вспомнит об этом сейчас, ртуть — один из самых тяжелых металлов. Если вы опустите традиционный ртутный градусник и такой же на вид, но не содержащий ртути термометр, в воду, то увидите, что безртутный градусник будет плавать, ртутный же камнем пойдет ко дну.

Кстати, хотя галистан не испаряется на открытом воздухе, при проникновении в организм он оказывается столь же опасным, как и ртуть. А ведь крохотные кусочки серебристого металла могут нечаянно проглотить и дети и домашние животные. Вот почему, если градусник с галистаном внутри все же расколется, нужно аккуратно, с помощью кусочка плотной фольги или кисточки из канцелярского магазина, собрать эти крохотные шарики. Делать это с помощью универсальной влажной тряпочки или губки не рекомендуется, потому что частички галлистана могут при этом растереться и прилипнуть не только в губке, но и к полу или столу. Ничего хорошего, друзья, в этом нет!

И еще одно отличие галистана от ртути: он окрашивается то, с чем соприкасается, будь то пол, столешница или скатерть, так что если красящий эффект налицо, перед вами не ртуть, а галистан, который придется убирать с помощью все той же фольги, лучше всего — пищевого назначения. Фольга защитит ваши руки от небезопасной смеси, которая может не смыться как следует, даже если вы хорошенько будете тереть ладони и пальцы губкой и намыливать их изо всех сил.

Вполне возможно также, что вы обзавелись спиртовым термометром. Отличить его от ртутного градусника и вовсе легче легкого: шкала ртутного градусника окрашена в серовато-зеленый цвет, напоминающий окраску ивовой коры, в то время как у спиртового термометра она ярко-красная, словно кровь или сок малины. Для того, чтобы отличить ртутный термометр от спиртового, не потребуется даже ванночка с водой! Если спиртовой термометр разобьется, вы можете без тревог выбросить его.

Ну, а если вам «посчастливилось» разбить ртутный градусник, лучше всего не пытаться удалить опасный металл самостоятельно, а вывести из квартиры всех членов семьи, удалить домашних животных и вызвать команду по демеркуризации, она же «Служба ртути», которая знает, что делать в таких случаях. Проще же всего отказаться от ртутного термометра и приобрести любой из его безопасных или относительно безопасных аналогов, не постояв за расходами.