Термометры являются неотъемлемой частью различных процессов, которые выполняются в промышленных, научных и медицинских областях. Самый распространенный тип термометров — это жидкостные термометры. Однако, газовые термометры тоже составляют значительную часть всех существующих термометров.

Газовые термометры являются основным источником измерения промышленной температуры, и в настоящее время они получили широкое применение во многих областях науки и техники. В отличие от жидкостных термометров, газовые термометры работают на основе изменения давления газа, а не расширения и сжатия жидкости.

В настоящее время газовые термометры являются самыми точными из всех типов термометров, так как они могут осуществлять измерения в тех случаях, когда другие методы трудно применить. Например, они могут использоваться для измерения температуры ультравысоких температур, что невозможно сделать с помощью жидкостных термометров.

Принцип действия и устройство газовых термометров

Газовые термометры основаны на законах термодинамики и зависят от объёма и давления газа. Внутри газового термометра находится заполненный газом баллон, который связан с шкалой показаний. При изменении температуры газ расширяется или сжимается, что влечет за собой изменение давления в баллоне и изменение показаний на шкале.

В зависимости от назначения и области применения газового термометра, могут использоваться различные газы, такие как гелий, водород или азот. Точность измерения температуры зависит от качества газа и калибровки шкалы.

• Элементы газового термометра:
• Заполненный газом баллон;
• Шкала показаний;
• Трубка для установки термометра в среду, которую необходимо измерить;

Абсолютный нуль температуры (-273,15 °C) считается физической недостижимостью и поэтому невозможно создать термометр, который бы мог измерить температуру близкую к абсолютному нулю. Тем не менее, газовые термометры позволяют измерять очень низкие температуры и могут быть использованы в лабораторных условиях для высокоточных измерений.

Преимущества и недостатки газовых термометров

Преимущества

• Высокая точность измерения температуры газовых сред, особенно в условиях высокого давления и температуры.
• Возможность измерения температуры в местах, где трудно установить жидкостный термометр, например, в трубопроводах с высокой температурой.
• Отсутствие необходимости контакта с измеряемой средой, что исключает ее загрязнение или химическую реакцию с термометром.
• Способность работать в широком диапазоне температур, от -200 до +2000 градусов Цельсия.

Недостатки

• Более высокая стоимость по сравнению с жидкостными термометрами.
• Требуется калибровка и техническое обслуживание.
• Ограничения в использовании в пористых средах из-за низкой проницаемости газа и наличия нескольких фаз в системе.
• Чувствительность к вибрациям и изменениям давления и состава газа в измеряемой среде.

В целом, газовые термометры предлагают высокую точность и гибкость в измерении температур различных газовых сред в сложных условиях. Однако, они требуют определенного уровня технической подготовки и обслуживания, и могут быть неэффективны в некоторых средах.

Сфера применения

Газовые термометры широко используются в различных отраслях промышленности, а также в быту. Например, они могут использоваться для контроля температуры в:

• нефтеперерабатывающих заводах;
• химических предприятиях;
• котельных;
• холодильных установках;
• баках для газа и других емкостях;
• медицинской технике;
• домашних печах и каминах;
• пищевой промышленности.

Помимо этого, газовые термометры часто используются в научных исследованиях, а также при поверке других измерительных приборов.