Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 37 AnotaceDilatační teploměry Klíčová slovaTepelná roztažnost, teploměrná kapalina, stonek, kapilára, invar, bimetal PředmětMechatronika, Automatizace Autor, spoluautorIng. Josef Sýkora JazykČeština Druh učebního materiáluPrezentace, výklad Potřebné pomůckyPC, dataprojektor Druh interaktivityVýklad pomocí prezentace, vyhledávání informací Stupeň a typ vzděláváníStřední škola, učiliště Cílová skupina2. ročník, žáci 16 – 17 let, obory elektro Speciální vzdělávací potřebyne ZdrojeVlastní zdroje - viz poslední strana Dilatační teploměry 1 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje VY_32_INOVACE_37_740

MECHATRONIKA Dilatační teploměry

Využívají objemovou roztažnost kapalin a plynů nebo délkovou roztažnost tuhých látek. a) dilatační kapalinové teploměry Podstatou činnosti je změna objemu teploměrné kapaliny v závislosti na měřené teplotě. Teploměrná kapalina v jímce mění při změně teploty objem a vstupuje do vzduchoprázdné kapiláry. Mírou teploty je výška sloupce v kapiláře. Měřicí rozsah teploměru je omezen bodem tání a bodem varu teploměrné kapaliny. Dilatační teploměry

Náplní těchto teploměrů jsou nejčastěji obarvený etanol (líh) nebo rtuť. Měřicí rozsahy: rtuť ……….………..… - 30 až 750 °C líh (ethanol) … až 50 °C Zvětšení rozsahu: kapilára se naplní inertním (netečným) plynem pod tlakem a tím se zvýší bod varu Potlačení části rozsahu: místním rozšířením kapiláry

Kontaktní kapalinové teploměry Kontakt tvoří dva platinové drátky: jeden je umístěn v jímce s teploměrnou kapalinou a druhý je zavěšen pohyblivě v kapiláře (nastavení výšky pomocí magnetické spojky). Po dosažení nastavené teploty se kapalinou sepne elektrický obvod. Kapalina musí být vodivá (rtuť). Použití: pro signalizaci nebo pro dvoupolohovou regulaci.

b) dilatační tlakové teploměry Teploměrná látka je uzavřena v prostoru se stálým objemem, takže změna teploty se převádí na změnu tlaku teploměrné látky v uzavřeném prostoru. Teploměr tvoří: stonek (tlaková nádobka) přívodní kapilára tlakoměrné ústrojí (nejčastěji vlnovec nebo Bourdonovo pero) kompenzační kapilára nebo dvojkovový pásek pro teplotní kompenzaci

1.tlakoměrné ústrojí 2.přívodní kapilára 3.tlaková nádobka (stonek) 4.dvojkovový pásek 5.kompenzační (slepá) kapilára Kompenzace: Je to odstranění vlivu okolní teploty, může být dle způsobu: částečná je realizována pomocí dvojkovového pásku (do 6 m kapiláry) úplná používají se dva shodné měřicí systémy zapojené proti sobě, z nichž jeden tzv. kompenzační je bez stonku

kapalinové tlakové dilatační teploměry Mají celý systém naplněn kapalinou (éther, rtuť, glykol), která má snahu se při zahřívání roztahovat. Kapalina je pod tlakem až 15 MPa – zamezí se tak vzniku bublin v měřicím obvodu (chyby měření). Používají se pro teploty až 665 °C plynové tlakové dilatační teploměry Mají celý systém naplněn chemicky netečným (inertním) plynem, nejčastěji dusíkem nebo heliem. Závislost tlaku na teplotě je stejně, jako u kapalinových tlakových dilatačních teploměrů, lineární. Pro teploty od - 50 až 600 °C

parní tlakové dilatační teploměry Mají stonek naplněn částečně kapalinou (propan, ethanol, benzol atd), jejíž nasycená pára vyplňuje zbytek systému. Při zvyšování teploty dochází k odpařování kapaliny a ke zvyšování tlaku. závislost na teplotě je nelineární mají podstatě větší citlivost než teploměry kapalinové a plynové Pro teploty - 40 až 360 °C

c) dilatační teploměry s pevnou látkou Využívají teplotní roztažnost tuhých látek. Podstatou jejich činnosti je změna délky dvojice různých kovů v závislosti na teplotě. Podle konstrukce se dělí na: tyčové dilatační teploměry Skládají se z trubky z materiálu s velkou teplotní roztažností (hliník, mosaz, nikl, měď, chromnikl) z tyče z materiálu s malou teplotní roztažností, nejčastěji invar Tyto části jsou na jednom konci spojeny.

při změnách teploty nastává vzájemný pohyb jejich volných konců pohyb se přes převody přenáší na ručku přístroje nebo pákovým mechanismem na mikrospínač Použití: pro přímé ukazování teploty nebo jako dvoupolohový regulátor teploty (termostat), např. v bojlerech apod., který může přímo vypínat a zapínat přívod elektrické energie

Měřicí rozsahy: do 300 °C …..… mosaz do 600 °C …..… nikl do 1000 °C …..… chromnikl Výhody: jednoduchost nízká cena není potřeba zdroj energie Nevýhody: mají relativně menší přesnost poměrně velká setrvačnost

dvojkovové (bimetalové) dilatační teploměry skládají se z dvojkového pásku z různých kovů (nejčastěji  invar – měď  invar – bronz  invar – ocel pásky jsou po celé délce svařeny nebo jsou slisovány při změně teploty se pásky snaží změnit svojí délku, každý podle svého součinitele teplotní roztažnosti následkem je prohnutí pásku, které je úměrné jeho délce a změně teploty pro zvětšení citlivosti se pásky různě tvarují

Použití: pro ukazování teploty jako termostat (žehličky, pračky, sporáky) u elektrických ochran pro kompenzaci vlivu okolní teploty a pod. Měřicí rozsahy: - 60 až 550 °C

Souhrn učiva Kontrolní otázky: Dilatační kapalinové teploměry – princip činnosti, popis, měřicí rozsahy. Čím je omezen rozsah měření těchto teploměrů? Popiš kontaktní kapalinový teploměr! K čemu se používá? Dilatační tlakové teploměry – princip činnosti, popis (jaké jsou jejich základní části), jaké druhy se používají a jaké teploty se jimi měří? Popiš dilatační tyčový teploměr – materiály, provedení (konstrukce)! Vysvětli princip jeho činnosti! Jaké teploty se jím mohou měřit? Popiš dilatační bimetalový teploměr – používané materiály! Vysvětli princip jeho činnosti! Jaké teploty se jím měří?

16 STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁSTŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ A TECHNICKÁ Ústí nad Labem, Čelakovského 5, příspěvková organizace Páteřní škola Ústeckého kraje Použité zdroje Text vlastní Obrázky z knih: ING. RYCHLÝ, Rudolf a kol. Automatické řízení I. Praha: SNTL, 1985 ING. TESAŘ, Miroslav. Automatizácia – Virtuálna učebňa (prezentace PowerPoint) Poprad: SOU Elektrotechnické, 2002 OPAVA, Zdeněk. Elektřina kolem nás. Praha: Albatros, 1985