Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

MÔN: ĐO LƯỜNG NHIỆT
ĐỀ TÀI:

Đo Nhiệt Độ Bằng Phương Pháp Tiếp Xúc
GVHD: NGUYỄN THỊ MINH TRINH
1


MỤC LỤC
1/ Cơ Sở Lý Thuyết Về Nhiệt Độ.
2/ Phân Loại Đo Nhiệt Độ.
3/ Phương Pháp Đo Nhiệt Độ Tiếp Xúc.
4/ Dụng Cụ Đo Nhiệt Độ Tiếp Xúc.
5/ Cách Calib Thiết Bị.
6/ Một Số Lưu Ý Chung Khi Lắp Đặt.
7/ Điều Kiện Sử Dụng Tại Việt Nam.
8/ Tài Liệu Tham Khảo.
2


LỜI NÓI ĐẦU
Nhiệt độ là một tham số vật lý quan trọng trong
kỹ thuật, công nông nghiệp, v..v
Liên quan đến tính chất của rất nhiều vật chất,
thể hiện hiệu suất nhiệt, đặc biệt là nhân tố
quan trọng ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

3


1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
ĐỊNH NGHĨA

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

4


1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
MỤC ĐÍCH ĐO NHIỆT ĐỘ
• Nhiều tính chất vật lý của vật liệu như các pha, tỷ trọng,
độ hòa tan, áp suất hơi, và độ dẫn diện phụ thuộc vào
nhiệt độ.
• Đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ và
khả năng phản ứng hóa học xảy ra.
• Trong công nghiệp, một phần quyết định đến chất
lượng và năng suất sản phẩm.
Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

5


1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CÁC LOẠI ĐƠN VỊ ĐO
• Thang đo nhiệt độ bách phân (thang nhiệt độ
Celcius, ký hiệu oC).
• Thang nhiệt độ tuyệt đối Kelvin (ký hiệu K) .

• Thang nhiệt độ tuyệt đối Rankie (ký hiệu oR)
• Thang nhiệt độ Fahrenheit (ký hiệu oF)
Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

6


2. PHÂN LOẠI

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

7


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
• Đo nhiệt độ bằng phương
pháp tiếp xúc là phương pháp
để bộ phận nhạy cảm của
nhiệt kết tiếp xúc trực tiếp với
môi trường cần đo.
• Muốn đo chính xác thì cần
phải làm sao cho Q2 và Q3 ít
nhất và sự thu nhiệt Q1 nhanh

Q1 = Q2 + Q 3

nhất.
Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

8

3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Điều kiện để xét bài toán
bao gồm :
Bộ phận nhạy cảm
không có vách lạnh
Môi chất có nhiệt độ
không quá cao
Tản nhiệt ở phần l2 nhỏ
=> Q1 = Q2 (Q3 nhỏ).

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

9


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
α1- Hệ số tỏa nhiệt của môi chất
trong ống đối với ống đo nhiệt độ.
α2- Hệ số tỏa nhiệt của ống đo
nhiệt độ đối với môi chất bên
ngoài.
u1, u2 - Là chu vi tiết diện ống đo
ở phần trong và ngoài.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

F1, F2 - Diện tích tiết diện ống đo
ở phần trong và ngoài.

10


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Đối với cặp nhiệt:
Khi thay x1 = 0 vào công thức trên
ta rút ra các kết luận.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

11


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Đối với cặp nhiệt:

•Nếu tăng l1 và giảm l2 thì sẽ

Khi thay x1 = 0 vào công thức trên

giảm được θ1.

ta rút ra các kết luận.

• Nếu tăng b1 (tăng α1, tăng u1
giảm F1 & λ1 ) thì θ giảm.
• Nếu giảm b2 thì cũng giảm
được sai số θ.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

12


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Đối với nhiệt kế điện trở
•Điện trở của một số kim loại thay
đổi theo nhiệt độ và dựa vào sự
thay đổi điện trở đó người ta đo
được nhiệt độ cần đo.
•Yêu cầu cơ bản đối với vật liệu
dùng làm chuyển đổi của nhiệt
điện trở là có hệ số nhiệt độ lớn
và ổn định, điện trở suất khá
lớn…

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

13


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Trong thực tế ta thường đo
nhiệt độ của dòng môi chất mà
gần nó có những vật có nhiệt
độ thấp hơn nhiều (ống đo có
vách lạnh). Do đó sự hấp thụ
nhiệt từ ống đo đến các bề
mặt này (Q2) tăng, mà Q1 = Q2
+ Q3, cần phải giảm Q3 càng

nhỏ càng tốt.

Các cách làm giảm sai số đo :
•Tạo vách chắn để buộc dòng phải qua
toàn bộ l1
•Bảo ôn phần l2 nhằm giảm Q3
•Dùng màng chắn nhiệt (giảm Q2 )
•Dùng vách chắn: Trong thực tế
thường không tính toán theo công thức
dùng vách chắn vì rất khó xác định
được các thông số cần thiết.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

14


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC

•C1 - Tính cho cả hệ đầu đo và màng chắn.
Vì màng chắn gần đầu đo => T3 = T
•=> Sai số đo giảm.
•Giảm C1 : bằng cách mạ (hoặc làm nhẵn)
phía trong màng chắn.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

15

3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
•Dựa vào phương trình cân bằng
nhiệt của màng chắn ta tính được T3
•α3 F’ ( To - T3 ) + C1 F1 (T4 - T34) = C3
F3(T34 - T14)
•F’ = 2F3 là bề mặt truyền nhiệt đối
lưu.
•α3 - hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khí
đến màng chắn (ống che)
Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

16


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
• Dùng ống hút khí:
Cặp nhiệt hút khí gồm :
nhiệt kế nhiệt điện 1,
cửa tiết lưu đo tốc độ
2 và ống phun hơi.

• Nguyên lý : ta tăng tốc độ dòng khí => α tăng => sai số giảm thường
dùng trong thí nghiệm phức tạp vì cần thêm năng lượng bên ngoài.
Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

17


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
Nhiệt kế khí động.

Trong thực tếngười ta đã nghiên cứu phương pháp đo nhiệt độ
kiểu tiếp xúc không dùng bộ phận nhạy cảm để tránh sai số gây
bởi bức xạ.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa

18


3. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC
1- lò công nghiệp
2- tiết lưu
3- áp kế có thang đo nhiệt độ,
4- thiết bị làm nguội
5- tiết lưu
6- bộ điều chỉnh
7- van điều chỉnh lưu lượng khí
xả ra ngoài là không đổi.

Người trình bày: Nguyễn Minh Khoa


4. ĐO NHIỆT ĐỘ TIẾP XÚC

Người trình bày: Âu Thành Đạt

20


4.1 CẶP NHIỆT ĐIỆN

Cặp nhiệt điện (Thermocouple) là một thiết bị đo nhiệt độ bao
gồm hai dây dẫn không giống nhau mà được nối với nhau tại một
hoặc nhiều điểm. Nó tạo ra một điện áp khi nhiệt độ của một trong
những điểm khác với nhiệt độ tham chiếu tại các bộ phận khác
của mạch.

Người trình bày: Âu Thành Đạt

21


4.1 CẶP NHIỆT ĐIỆN
Nguyên lý hoạt động
 Dựa vào sự xuất hiện suất
điện động trong mạch khi
có sự chênh lệch nhiệt độ
giữa các đầu nối.
 Hoạt động dựa trên nguyên
lý của hiệu ứng Seebeck
 Điện áp giữa 2 mối nối gọi
là điện áp Seebeck
Người trình bày: Âu Thành Đạt

22


4.1 CẶP NHIỆT ĐIỆN


4.1 CẶP NHIỆT ĐIỆN

Cấu tạo

Người trình bày: Âu Thành Đạt

 Đầu nóng của cặp nhiệt thường
xoắn lại và hàn với nhau, đường
kính dây cực từ 0.35 – 3 mm. Số
vòng xoắn từ 2-4 vòng.
 Ống sứ có thể thay bằng cao su,
tơ nhân tạo , hổ phách…
 Vỏ bảo vệ: thường trong phòng thí
nghiệm thì không cần, chủ yếu
cần trong công nghiệp
 Dây bù nối từ cặp nhiệt đi phía
trên có hộp bảo vệ
24


4.1 CẶP NHIỆT ĐIỆN
Công thức tính:
Trong đó:

Do đó, nhiệt độ cần đo được tính theo công thức:

T=Ttham chiếu + V/S (0C)
Người trình bày: Âu Thành Đạt

25