Максимальный жидкостный термометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистичЕскихРЕСПУБЛИК 1 К 5/ 1)5 МЕМЗНСи,Бз САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тел ьский ицинской енчиц СТН ЫЙ контрольножет быть исетеринарии, др. Цель изоьно- ойнстощени термометр, вид , вид сбоку; на риант конструкг,4 - то же, вид ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследи конструкторский институт мтехники(56) Авторское свидетельство СМ 966504, кл. 0 01 К 5/22, 1982Авторское свидетельство СМ 1213358, кл. 6 01 К 5/22, 198 54) МА.КСИМАЛЬНЫЙ ЖИТЕРМОМЕТР57) Изобретение относитсяизмерительной технике и мпользовано в медицине,метеорологии, гидрологии и Изобретение относится к контрол измерительной технике, а именно к устр ствам, предназначенным для точного измерения и фиксации максимальных значений измеряемых температур в различных областях науки и техники, в том числе в медицинской практике для измерения температуры тела человека. Цель изобретения - у рукции,На фиг.1 представлен спереди; на фиг.2 - то ж фиг.3 - то же, вид сбоку (в тивного исполнения); на ф Ьретения - упрощение конструкции. Термометр содержит термобаллон 1, измерительный капилляр 2, снабженный поворотной шкалой 3, и герметичную камеру 4, частично заполненную жидкостью 5. Во внутренней полости 6 термобаллона находится приспособление 7 в виде поршневой пары 8, 9 с винтовым приводом 10 и ограничителям11 и 12 хода поршня. Ручка 13 винта 10 выведена наружу корпуса термобаллона 1, Кроме приспособления 7 внутри термобаллона 1 находится патрубок 14, жестко соединенный через переходник 15 с концом измерительного капилляра 2. Измерительный капилляр изогнут под углом 180 и его свободный конец 17, выполненный суженным, введен внутрь камеры 4. Поворотная шкала Б 3 выполнена в виде бесконечной ленты 18, надетой на ролики 19, которые закреплены на опорной стойке 20, 4 ил. переди (вариант конструктивного исполия). Термометр (фиг.1 и 2) состоит из термобаллона 1, измерительного капилляра 2, снабженного поворотной шкалой 3, и герметичной камеры 4, частично заполненной индикаторной жидкостью 5.Во внутренней полости 6 термобаллона 1 находится приспособление 7, выполненное в виде цилиндрической гильзы 8, внутри которой помещен уплотненный поршень 9, снабженный винтовым приводом 10 для его перемещения внутри гильзы 8. Ход поршня 9 ограничивается жесткими упорами 11 и 12.Ручка 13 винта 1 О выведена наружу корпуса термобаллона 1,Приспособление 7 предназначено для удаления индикаторной жидкости из измерительного капилляра 2,Кроме приспособления 7 внутри полости 6 термобаллона 1 находится патрубок 14, жестко соединенный через переходник 15 с концом измерительного капилляра 2, Другой конец 16 патрубка 14 остается открытым внутри полости 6, Патрубок 14 и переходник 15 предназначены для предотвращения попадания воздуха (газа) внутрь/полости 6 при уменьшении температуры окружающей среды ниже 20 С и исключения при этом разрывов термометрической жидкости.Гильза 8 приспособления 7 и патрубок 14, как и сам термобаллон 1, изготовлены из материала с высокой теплопроводностью и одновременно выполняют роль продольных перегородок, предназначенных,для уменьшения тепловой инерции термометра,Измерительный капилляр, изготовленный, например, иэ пластика, изогнут под углом 180. Его свободный конец 17, выполненный суженным, введен внутрь герметичной камеры 4 с индикаторной жидкостью и опущен в жидкость на глубину, обеспечивающую выход конца 17 из жидкости при поворотах термометра на угол, близкий к 180, Это необходимо для сообщения измерительного капилляра с газовой полостью над жидкостью в индикаторной камере 4 с целью надежного удаления из него индикаторной жидкости,Поворотная шкала 3 выполнена в виде гибкой бесконечной ленты 18, надетой на ролики 19 с ручой, закрепленной на оси одного из них, которые закреплены на опорной стойке 20, жестко связанной с термобаллоном 1, Верхняя часть термобаллона закрыта защитным кожухом 21, который выполнен съемным и изготовлен иэ прозрачного материала.В варианте конструктивного исполнения термометра, представленного на фиг.3 и 4, корпус термобаллона 1 выполнен в виде цилиндрической камеры 22, внутри которой находится приспособление 7 и патрубок 14, предназначенные для той же цели, что и в первом варианте термометра, представленном на фиг,1 и 2. В этом варианте шкала 3 выполнена круговой также, как и камера 4 с индикаторной жидкостью, а измерительный капилляр 2 изогнут в виде спирали 23, имеющей два винта с целью увеличения масштаба измерений, В остальном конструкция термометра аналогична конструкции по первому варианту (фиг,1, 2),5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Термометр работает следующим образом.Термобаллон 1 термометра помещают в гнездо прибора или другое место, температуру которого требуется измерить (например, подмышкучеловеку при использовании термометра в качестве медицинского термометра).При этом термометрическая жидкость, находящаяся в его полости 6, начнет расширяться и будет подниматься по измерительному капилляру 2 до тех пор, пока температура термобаллона 1 не станет равной температуре в месте измерения ( в данном случае тела человека). Одновременно при подьеме термометрической жидкости е измерительном капилляре гаэ (воздух), находящийся в его канале, начнет выходить пузырьками через отверстие на суженном конце 17 капилляра, введенном в индика торную жидкость ниже уровня в камере 4. Процесс выхода пузырьков газа из капилляра также будет происходить до тех пор, пока уровень термометрической жидкости в капилляре 2 не перестанет изменяться.При уменьшении температуры термобаллона (после удаления термометра иэ места измерения) термометрическая жидкость начнет возвращаться к исходному положению, В результате того, что часть воздуха вышла из капилляра 2, в него начнет засасываться индикаторная жидкость 5, На основании закона неразрывности обьемное количество индикаторной жидкости, затянутой внутрь измерительного капилляра, будет близко к объему воздуха, вышедшего иэ него, поскольку очевидно, что сжимаемостью воздуха при его малых объемах и малых значениях изменения давления (разрекения), имеющих место в данном случае, можно практически пренебречь,Поворачивая шкалу 3 с помощью ручки вокруг роликов 19 до тех пор, пока отметка нуля шкалы не установится на границе уровня термометрической жидкости в измерительном капилляре 2, и снимая при этом показание шкалы, приходящееся на границу уровня индикаторной жидкости, затянутой в измерительный капилляр, мы получим значение максимальной температуры, которую имел термобаллон в момент его удаления из места измерения, а значит и температуру объекта в месте измерений (в нашем случае тела человека).Следует отметить, что оцифровка пово. - ротной шкалы, произведенная, например, непосредственно в градусах температуры, должна быть обратной, т.е. наименьшему расстоянию между уровнями жидкостей (термометрической и индикаторной) в изме 170038950 ЬО = ь4 рительном капилляре будет соответствовать значение верхнего предела шкалы измеряемых температур, а наибольшему, наоборот, значение нижнего предела, Измеренное значение максимальной температуры будет сохраняться в течение любого промежутка времени до тех пор, пока это необходимо,Для приведения термометра в исходное состояние(для новых измерений) необходимо удалить индикаторную жидкость 5 из измерительного капилляра 2. С этой целью необходимо повернуть термометр в вертикальной плоскости на угол 180 так, чтобы конец 17 измерительного капилляра 2 вышел из индикаторной жидкости, находящейся внутри камеры 4. Затем с помощью приспособления 7, поворачивая ручку 13 винта 10, перемещают поршень 9 до тех пор, пока вся индикаторная жидкость не выйдет снова в камеру 4, После этого возвращают поршень 9 в исходное положение до нижнего упора 11, следя при этом за тем, чтобы в капилляр не попала индикаторная жидкость. Наличие нижнего упора 11 предотвращает изменение установленного нулевого положения уровня термометрической жидкости в измерительном капилляре, а значит и исключает возможность появления систематической погрешности в показаниях термометра, обусловленной этим фактором. Следует отметить, что в качестве индикаторной жидкости в термометре с успехом может быть использована та же термометрическая жидкость, которой заполнен термобаллон 1 (например, трансформаторное масло). Единственным ограничением при этом является необходимость исключения возможности их соединения между собой, для чего служит верхний упор 12, Действие термометра в круговом варианте, представленном на фиг. 3 и 4, ничем не отличается от описанного выше,Для оценки точности измерений, проводимых с помощью термометра, рассмотрим основные факторы, влияющие на его погрешность, Как показал анализ, основным из них является фактор, характеризуемый соотношением объема пузырьков воздуха,выходящих из суженного конца измерительного капилляра, и объемом индикаторной жидкости, достаточным для визуальной оценки величины смещения ее уровня в измерительном капилляре, Указанные объемь: выражаются следующими простыми зависимостями; 5 10 15 20 25 30 35 40 Р)где Л 01, Ь О 2 - абьемы индикаторной жидкости и воздушного пузырька соответственно;01, бг - диаметры канала измерительного капилляра и отверстия в его суженномконце,Л - отрезок длины измерительного капилляра, характеризующий разрешающуюспособность глаза наблюдателя и равныйполовине цены наименьшего деления шкалы.Для обеспечения требуемой точностиизмерений необходимо и достаточно, чтобыобъем пуэыоьков газа (воздуха), выходящих,из конца измерительного капилляра, былвсегда меньше или в крайнем случае равенобъему индикаторной жидкости на участкедлиной Л 1, т,е, чтобы выполнялось следующее неравенство:ЛО 2 - ЛО 1 илиз 2(3)6 4Как показали расчеты, для обеспеченияизмерения максимальной температуры,например, для случая использования термометра в качестве медицинского максимального термометра с погрешностью + 0,1 "Св диапазоне температур 32 - 42 С при диаметре б 1 канала в измерительном капйлляре, равном 0,1 см (1 мм), необходимо, чтобыдиаметр О 2 отверстия в суженном конце егобыл не более б 20,8 мм, Что касается такихвлияющих факторов, как возможное изменение температуры окружающей среды впроцессе измерений и упомянутая вышесжимаемость газа (воздуха), то, как показаланализ, погрешности, обусловленные этимифакторами, будут на порядок меньше первого из них. Поскольку воздух находится взамкнутых полостях над термометрическойжидкостью в измерительном капилляре 2 инад индикаторной жидкостью в камере 4, тодавления в них будут всегда одинаковы, азначит никаких нежелательных перемещений уровня индикаторной жидкости происходить не будет,Что касается влияния сжимаемости газа(воздуха), которое будет иметь место толькодля первого варианта термометра, поскольку только в этом варианте имеется вертикальный участок у измерительногокапилляра, на котором действует сила весаиндикаторной жидкости, затянутой внутрьизмерительного капилляра, то при небольших длинах этого участка (не более 100 - 120мм) величина нелинейности шкалы, обусловленная этим фактором, как показываютрасчеты, не будет превышать.1, Следует отметить, что это значение может быть уменьшено путем создания повышенного начального давления газа (воздуха) внутри индикаторной камеры 4 и в.газовой полости 5 над термометрической жидкостью в измерительном капилляре 2,Формула измеренияМаксимальный жидкостный термометр, 10 содержащий размещенные в прозрачном корпусе капилляр со шкалой, соединенныйодним концом с заполненным термометрической жидкостью резервуаром, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения кон струкции, в него введены два ролика с осями, две ручки, камера, установленная на резервуаре и частично заполненная индикаторной жидкостью, и соединенная с резервуаром поршневая пара с ограничителями хода поршня и винтовым приводом, один конец которого закреплен на поршне, а на другом его конце установлена первая ручка, при этом капилляр выполнен изогнутым на 180 с заостренным вторым концом, размещенным в индикаторной жидкости, а шкала - в виде гибкой бесконечной ленты, размещенной с натяжением на роликах, устанволенных с возможностью вращения на осях, закрепленных в корпусе, торец одной из которых с закрепленной на нем второй ручкой выведен из корпуса,1700389 д ЮФГ.Составитель Л.Балянина дактор Т,Куркова Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова каз 4450 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, )К, Раушская наб., 45Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101