chapter 2

Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2.1 Khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt độ 2.2 Các phương pháp đo nhiệt độ chia loại nhiệt kế 2.3 Nhiệt kế dãn nở 2.4 Nhiệt kê áp kế 2.5 Cặp nhiệt nhiệt điện 2.6 Nhiệt kế điện trở 2.7 Một số phương pháp đo điện trở đầu đo 2.8 Lắp đặt đầu đo nhiệt độ 2.9 Đo nhiệt độ theo phương pháp không tiếp xúc Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2.1 Khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt độ 2.1.1 Khái niệm chung: • Quan niệm cũ: Đại lượng biểu thị mức độ nóng lạnh vật gọi nhiệt độ • Theo lý thuyết động học phân tử: nhiệt độ tham số vật lý biểu thị động trung bình chuyển động thẳng phân tử vật chất • Muốn đo nhiệt độ phải tìm cách xác định đơn vị nhiệt độ để xây dựng thành thước đo nhiệt độ (có gọi thang đo nhiệt độ, nhiệt giai) • Thiết bị đo nhiệt độ gọi nhiệt kế, nhiệt kế dùng đo nhiệt độ cao thường gọi hỏa kế Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2.1.2 Đơn vị nhiệt độ thước đo nhiệt độ a) Sơ lược trình xây dựng thước đo nhiệt độ • Năm 1597 Galilê chế tạo nhiệt kế nước đầu tiên, 200 sau nhiều người chế tạo nhiệt kế dựa vào dãn nở nguyên chất pha • Niutơn người đề nghị thước đo nhiệt độ dựa vào nhiệt độ chênh lệch hai điểm khác nguyên chất để làm đơn vị, cách qui định đơn vị nhiệt độ dùng • Thường dùng điểm sơi, nóng chảy đơng đặc vật chất để khắc độ nhiệt kế Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ • 1724 Pharanét lập thước đo nhiệt độ với ba điểm : 0, +32 + 96 (tương ứng với –17, 8oC, 0oC + 32oC dùng) sau lấy điểm sơi nước khí áp tiêu chuẩn tức 100oC • 1731 Rêomua dùng nhiệt kế rượu có nồng độ thích hợp đặt nước đá tan lấy thể tích 1000 đơn vị đặt nước sơi lấy thể tích 1080 đơn vị, thời điểm lấy nhiệt độ 1000 1080, sau đổi độ Rêômua 80 độ Rêômua Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ • Năm 1742 A Celsius làm nhiệt kế thủy ngân 100 ứng với điểm đông đặc điểm sôi nước, sau đổi 100 độ Xendiuýt, v.v • Đó ví dụ vài thước đo nhiệt độ, đơn vị nhiệt độ loại thước đo khơng thống nhất, nhiệt kế loại khó đảm bảo chế tạo có thước chia độ giống Những thiếu sót làm cho người ta nghĩ tới phải xây dựng thước đo nhiệt độ theo nguyên tắc khác cho đơn vị đo nhiệt độ không phụ thuộc vào chất đo nhiệt độ dùng nhiệt kế Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ b) Thước đo nhiệt độ nhiệt động học nhiệt kế khí chuẩn gốc - Thước đo nhiệt độ nhiệt động học dùng định luật nhiệt động học thứ hai, có tính chất túy lý luận nhờ mà thống đơn vị nhiệt độ - Một máy nhiệt lý tưởng làm việc theo chu trình Cácnơ nhận nhiệt lượng Q1, , nhả nhiệt Q2 có quan hệ với nhiệt độ tương ứng T1 T2 sau : Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ T100 Q100 T100 Q100    T0 Q0 T100  T0 Q100  Q X 100 chứng tỏ : nhiệt độ xác định có quan hệ với nhiệt lượng khơng lệ thuộc vào tính chất vật chất Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ c) Thước đo nhiệt độ quốc tế thực dụng Nội dung thước đo nhiệt độ quốc tế sau : - Nhiệt độ biểu thị t, đơn vị đo nhiệt độ ký hiệu [oC] gọi độ - Thước đo xây dựng số điểm chuẩn gốc - Các điểm chuẩn gốc xác định áp suất khí tiêu chuẩn gồm điểm sau theo qui định : • Điểm sơi ơxy • Điểm tan nước đá • Điểm sơi nước • Điểm sơi lưu huỳnh 444,60oC • Điểm đơng đặc bạc 960,80oC • Điểm đơng đặc vàng 1063,00oC 182,97oC 0,00oC 100,00oC Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ d) Thang đo độ quốc tế năm 1990 (ITS-90) • • • Đơn vị đo đại lượng vật lý nhiệt độ nhiệt động lực có ký hiệu T K (Kelvin), định nghĩa 1/273,16 nhiệt độ nhiệt động lực điểm ba nước Nhiệt độ nhiệt động lực T có quan hệ với nhiệt độ Celsius có ký hiệu t, xác định bởi: t / °C = T / K – 273,15 (1) Thang đo nhiệt độ quốc tế năm 1990 (ITS-90) xác định Nhiệt độ quốc tế Kelvin, ký hiệu T90, Nhiệt độ quốc tế Celsius, ký hiệu t90 Mối quan hệ T90 t90 giống giống T t, có nghĩa là: t90 / °C = T90 / K – 273,15 (2) Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ • Đơn vị đo đại lượng vật lý T90 kelvin, ký hiệu K, Đơn vị đo đại lượng vật lý t90 độ Celsius, ký hiệu °C, trường hợp nhiệt độ nhiệt động lực T nhiệt độ Celsius t 2.2 Các phơng pháp đo nhiệt độ chia loại nhiệt kế ã Cú nhiu loi dng c đo nhiệt độ • Có nhiều tên gọi • Những thiết bị đo nhiệt độ cao PP không tiếp xúc thường gọi hoả kế Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ Hỏa kế so màu sắc I Hình 2.60: Sơ đồ cấu trúc hỏa kế màu hai kênh Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ Hình 2.61: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hỏa kế màu kênh Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ Thermocouple Thermocouple RTDs Type RTD 1009 Type RTD 1005 Type RTD 1014 Transmitters • Push Button TC Selection • Push Button Ranging • Galvanically Isolated • Temperature Linear • Low Cost • Standard Thermocouple Types Transmitters Loop Powered 4-20mA RTD or Thermocouple Non Isolated Isolated EXD Versions Din-Rail Models available • More information, please access on http://www.industrialthermocouple.com/catalogue.pdf http://www.nordicsensors.com/Catalogs/Thermocouple%20Catalog.pdf http://process-equipment.globalspec.com/IndustrialDirectory/thermocouple_theory_of_operation Hết chương ... phía Đó dụng cụ đo gián tiếp 2. 2 .2 Theo cơng dụng -Nhiệt kế kỹ thuật -Nhiệt kế phịng thí nghiệm -Nhiệt kế chuẩn cấp 1, cấp -Nhiệt kế mẫu Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2. 2.3 Theo cách thị • Nhiệt kế... độ Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2. 5.1 .2 Nguyên lý cấu tạo cặp nhiệt điện mV mV T0 - + B A T1 Hình 2. 8: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo cặp nhiệt điện Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ 2. 5 .2 Hiệu ứng nhiệt điện • Xét... Chương II: ĐO NHIỆT ĐỘ a) Vật dẫn C A B (hình 2. 11) sức nhiệt điện động mạch ABC là: E = EAB(T) + EBC(T2) + ECA(T3) T2 = T3 = T0 có: C T2 T3 A B T Hình 2. 11: Vật dẫn C A B E = EAB(T) + EBC(T0) +