Тема 1.4 Измерение температуры

Студент должен:

знать: температурные шкалы и единицы измерения температуры; классификацию приборов для измерения температуры, их устройство и принцип действия; область применения, пределы измерения; схемы и принцип действия уравновешенного моста;

уметь: выбирать необходимый термометр, определять пригодность термометра по результатам поверки.

Роль измеряемого параметра в управлении технологическим процессом добычи нефти и газа. Понятие о температуре и температурных шкалах. Классификация приборов для измерения температуры. Термометры расширения, манометрические, электрические термометры сопротивления и термоэлектрические, их устройство и принцип действия.

Схемы и принцип действия приборов, работающих в комплекте с термометром сопротивления.

Особенности измерения температуры в скважинах. Глубинные термометры с местной и дистанционной регистрацией показаний. Условия безопасной работы при исследовании скважин глубинными термометрами.

Лабораторные работы № 2

Литература: 1, с. 65...78

Методические указания

Температурой называется степень нагретости тела, вещества. Температура вещества связана с запасом его внутренней энергии. Носителем этой энергии являются атомы и молекулы, средняя кинетическая и потенциальная энергия которых зависит от температуры. Практически все физические свойства вещества (тела) зависят от температуры. Единицей измерения температуры принят "градус" (градус Кельвина (оК), градус Цельсия (оС)). Соотношение температур устанавливается равенством для t=680С:

T=t68+273,15,

где Т - значение температуры по шкале Кельвина;

t - значение температуры по шкале Цельсия.

Все приборы для измерения температуры основаны на изменении свойств различных веществ и материалов в зависимости от температуры. В настоящее время существуют приборы для измерения температуры, основанные на изменении следующих параметров:

а) объема и линейных размеров тел (термометры расширения);

б) давления рабочего вещества в замкнутой системе (манометрические термометры);

в) электрического сопротивления (термометры сопротивления);

г) термоэлектродвижущей силы (термоэлектрические пирометры);

д) лучеиспускательной способности нагретых тел (пирометры излучения).

Из термометров расширения широкое применение в лабораториях, медицине, быту и в производственных условиях нашли жидкостные стеклянные термометры, это объясняется простотой их конструкции, удобством в применении и дешевизной. Для автоматического поддержания температуры на заданном уровне и для сигнализации предельного значения температуры применяют контактные термометры. В тех случаях, когда необходимо фиксировать максимальную или минимальную температуры, применяются максимальные ртутно-стеклянные и минимальные жидкостно-стеклянные термометры. К термометрам расширения относятся также биметаллические термометры. Точность показаний таких термометров не велика, но их широко применяют в качестве чувствительных элементов различных регуляторов температуры, т. к. они при нагревании создают значительные перестановочные усилия. Особо важное значение для дистанционного (до 60 м) замера температуры имеют манометрические термометры. Электрические термометры сопротивления применяются для измерения температуры в интервале от -200 до +700оС. Их действие основано на свойстве материалов изменять свою электропроводность в зависимости от изменения температуры. В качестве материалов, применяемых для изготовления чувствительных элементов в основном используют медь для рабочих и платину - для образцовых термометров. Необходимо изучить принцип действия и устройство вторичных приборов: логометров, уравновешенных мостов, автоматических уравновешенных мостов.

В термоэлектрических пирометрах нужно обратить внимание на принцип действия этих приборов, устройство, на материалы, применяемые для изготовления термоэлектронов (термопар), а также на вторичные приборы: милливольтметры и автоматические потенциометры.

Глубинные термометры предназначены для измерения температуры в скважинах. Наибольшее распространение в нефтяной и газовой промышленности получили глубинные биметаллические самопишущие термометры, термометры электрического сопротивления с дистанционной передачей показаний ТЭГ-36 и скважинный манометрический термометр "Сириус-1".

Необходимо рассмотреть устройство, принцип действия и безопасность применения скважинных термометров.

Для регистрации давления и температуры при гидродинамических исследованиях в бурящихся, эксплуатационных и нагнетательных скважинах используют манометр-термометр глубинный автономный МТГ-25, совместимый с IBM и OC Windows 95.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое температура?

2. Какие физические свойства веществ и материалов зависят от температуры?

3. На каких принципах построены температурные шкалы?

4. Какие глубинные термометры используют для дистанционного измерения температуры в скважинах и меры безопасности при использовании?

5. На чем основан принцип действия термометров расширения, манометрических термометров и электрических термометров?

6. Объясните принцип действия уравновешенного моста.