Wärmeableitung

„W najbardziej optymalnym przypadku termometr zawsze mierzy wyłącznie własną temperaturę”. Tym samym należy dążyć do tego, aby dostosować temperaturę czujnika do temperatury mierzonego medium. Tylko wtedy termometr wskaże rzeczywistą temperaturę medium.

Podstawowe zasady, które należy uwzględnić

  • Ciepło zawsze przepływa od ciała cieplejszego w kierunku ciała zimniejszego
  • Ciało o różnej temperaturze dążą do wyrównania różnic temperaturowych
Wärmefluss vom wärmeren zum kälteren Körper

Przepływ ciepła z ciała cieplejszego w kierunku ciała zimniejszego

Streben nach Ausgleich der Temperaturunterschiede

Dążenie do wyrównania różnic w temperaturze

Wärmetransport zwischen Thermometer und Umgebung

Wymiana ciepła między termometrem a otoczeniem

Termometr przekazuje ciepło przez osłonę termometryczną i elementy wewnętrzne do toczenia. Przy tym zakłada się, że temperatura otoczenia jest niższa niż temperatura  medium. W odwrotnym przypadku medium procesowe jest nagrzewane przez termometr.

Ogólnie rzecz biorąc oznacza to, że każdy termometr powoduje rozpraszanie ciepła. Sztuka polega na zminimalizowaniu powstającego wskutek tego błędu.

 

Czynniki mające wpływ na wielkość rozpraszanie  ciepła

  • różnica temperatury między medium mierzonym a temperaturą otoczenia termometru
  • pojemność cieplna medium mierzonego
  • pojemność cieplna termometru (lub jego elementów)
  • efuzyjna cieplna materiałów wychodzących w skład termometru
  • współczynnik przewodności cieplnej termometru ( lub jego elementów)
  • stosunek masy (osłona termometryczna, szyjka przedłużeniowa, medium)

Wykonanie konstrukcyjne termometru oznacza ostatecznie uwzględnienie sumy wszystkich wspomnianych istotnych czujników.

Elementy termometrów o wysokim stopniu rozproszenia ciepła

  • w przypadku termometrów elektrycznych: osłona termometryczna, płaszcz zewnętrzny dla przewodów z izolacją mineralną, przewody
  • w przypadku termometrów gazowych: osłona termometryczna, czujnik, kapilara
  • w przypadku termometrów bimetalicznych: osłona termometryczna, oś

Rozproszenie energii cieplnej następuje przeważnie poprzez metalowe elementy termometru, ale także powietrze zamknięte w termometrze przekazuje ciepło – z tym, że w o wiele mniejszym stopniu. Rozproszenie ciepła – przy zastosowaniu tego samego materiału- jest tym większa, im większa jest powierzchnia przekroju, przez którą ciepło jest przekazywane na zewnątrz. Im większa masa termometru  lub osłony termometrycznej i im większa jest ich przewodność cieplna, tym więcej energii cieplnej traci punkt pomiarowy.

Warunki unikania błędów wynikających z rozproszenia energii

Beispiel einer Messstelle, bei der mit erheblichem Wärmeableit-/ Messfehler zu rechnen ist

Przykład punktu pomiarowego, w którym należy liczyć się ze znacznym błędem wynikającym z rozproszenia ciepła  lub z błędem pomiaru

  • Budowa konstrukcyjna termometru musi być dostosowana do wymagań punktu pomiarowego ( o ile jest to możliwe pod względem konstrukcyjnym).
  • Termometr należy dostatecznie głęboko zanurzyć w medium, którego temperatura ma być zmierzona. Jeśli tak nie jest, może dojść, że do otoczenia zostanie przekazana taka ilość ciepła, że czujnik nie trzyma dostatecznej ilości energii cieplnej, aby odpowiednio zarejestrować temperaturę medium.
  • Punkt pomiarowy należy w miarę możliwości dobrze
    odizolować.

Uwaga
Informację dotyczące naszych urządzeń pomiaru temperatury znajdują się na stronie WIKA.

 



Pozostaw wiadomość