термометр

Формула изобретения

Термометр для измерения температуры при давлении один бар в десятичной системе счета, включающий среду, принятую в качестве эталонной при тарировке, шкалу, индикатор фиксации изменения теплового состояния этой среды с использованием величин измерения в десятичной системе счета градусов и соответствующим масштабом перехода измерения среды, отличающийся тем, что в термометр, в зависимости от диапазона измерения температуры, введены дополнительные шкалы, при этом каждая из шкал имеет разную размерность, указанные шкалы выполнены с возможностью фиксации трех величин критических температур, а в качестве упомянутой эталонной среды, для тарировки каждой из шкал, использованы соответственно гелий, вода, лимфа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике измерения тепловых процессов и предназначено для использования в качестве устройства при индикации и фиксации дискретных температурных величин.

Известен термометр со шкалой Цельсия для измерения температуры при давлении 1 бар, причем за точку отсчета принята температура таяния льда, равная 0°С, а за конечную точку - температура кипения воды, равная 100°С /Беклемишев А.В. Меры и единицы физических величин. М.: Издательство физико-математической литературы. 1963. С.142 - аналог/.

Недостатком этого технического решения, термометра со шкалой Цельсия, является то, что она предназначена для измерения в небольшом промежутке изменения температуры. Кроме того, этот термометр ошибочно определил критическую величину температуры, а именно температуру кипения, и не соответствует «дюймовому» времени, используемому в настоящее время как в измерениях, так и в математических расчетах. Шкала Цельсия требует масштаб десятичной системы счета, в том числе и при измерении времени, так как параметр - время - является формой процесса, а характеристика - температура - содержанием процесса. Сейчас она используется во всех случаях ошибочно.

Известен медицинский термометр, содержащий термочувствительный датчик, помещенный в корпус, и защитный колпачок, причем последний выполнен в виде усеченного конуса, вершина которого сопряжена с мембраной из эластичного материала /Бадинтер Е.Я. и др. Медицинский термометр. SU А.с. № 488090. G01K 1/08. Приоритет - 26.06.73. Опубл. бюллетень изобретений № 38. 15.10.1975 - аналог/.

Недостатком этого технического решения является то, что он использует шкалу Цельсия, которая ошибочно определяет критические температуры на базе эталонной жидкости - воды, а также может применяться только относительно десятичного времени. В настоящее время в математических расчетах используется дюймовое время.

Известен термометр, содержащий шкалу, капилляр с рабочей жидкостью, защитный баллон, причем пространство между защитным стеклянным баллоном и шкалой заполнено рабочей жидкостью /Разумнов А.Н. Термометр. SU А.с. № 429291. G01K 1/06. Приоритет - 01.08.72. Опубл. бюллетень изобретений № 19. 25.05.1974 - аналог/.

Недостатком указанного технического решения является то, что оно ошибочно определяет критические температуры при давлении 1 бар эталонной жидкости - воды, в основе которых заложена шкала Цельсия. Кроме того, такая конструкция термометра имеет небольшой диапазон измерения, так как для поднятия жидкости на определенную высоту необходима другая величина тепла. Это связано с тем, что поверхность капилляра и поверхность предлагаемой конструкции существенно различаются, а теплообмен зависит от площади соприкосновения теплообменивающихся объектов и, как следствие, предлагаемая конструкция будет указывать величину с очень большой погрешностью относительно общепринятых оттарированных измерений. Присущи недостатки вышеописанного технического решения.

Известен термометр со шкалой Кельвина для измерения термодинамической температуры, отградуированной по одной реперной точке, а именно по температуре тройной точки воды, считая ее равной 273,16 К /СССР. ГОСТ 8.417-81. Единицы физических величин. М.: Издательство стандартов. 1990. С.4 - прототип/.

Недостатком указанного технического решения является то, что ошибочно считается, что при давлении один бар вода может иметь три значения температуры: кристаллического льда, воды, пара. Кроме того, термометр с вышеуказанной шкалой отградуирован по одной реперной точке, то есть можно утверждать из-за отсутствия, по меньшей мере еще одной точки, что никакой шкалы нет и, как следствие, при проведении эфемерных измерений для соответствующих математических расчетов имеют место неоправданные погрешности, сопровождаемые многочисленными экспериментами для подтверждения выбранной конструкции, работающей на тепловом процессе. Присущи недостатки вышеописанного технического решения.

Технический результат предлагаемого изобретения - улучшение удобства измерения температуры при объективности получаемых величин и необходимой точности при проведении математического расчета теплового процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что термометр для измерения температуры при давлении один бар в десятичной системе счета, включающий среду, принятую в качестве эталонной при тарировке, шкалу, индикатор фиксации изменения теплового состояния этой среды с использованием величин измерения в десятичной системе счета градусов и соответствующим масштабом перехода измерения среды, отличается тем, что в термометр, в зависимости от диапазона измерения температуры, введены дополнительные шкалы, при этом каждая из шкал имеет разную размерность, указанные шкалы выполнены с возможностью фиксации трех величин критических температур, а в качестве упомянутой эталонной среды, для тарировки каждой из шкал, использованы соответственно гелий, вода, лимфа.

Изложенная сущность изобретения поясняется таблицей с указанными шкалами.

Термометр имеет шкалы со своими названиями: абсолютная, солнечная, калориметрическая с соответствующими обозначениями /°А, °С, К/, причем название единицы измерения каждой шкалы имеет размерность вин, градус, калория соответственно. Тарировка шкал осуществляется относительно трех веществ: гелий, вода, лимфа соответственно, причем при подводе тепла при давлении 1 бар обозначены три значения дискретных критических температур теплового процесса: для величины, градиента, дивергенции, как математических производных от времени, так как время и температура всегда связаны между собой. Время - физический параметр материального процесса и определяет его форму. Температура - химическая характеристика материального процесса и определяет содержание процесса. Единство времени и температуры, описываемое математическим уравнением определяет ступень совершенства материального процесса с философской точки зрения. В связи с тем, что термометр является общим для всех шкал устройством, измеряющим одну химическую характеристику - температуру, диапазон измерения которой распределен на три шкалы, взаимосвязанные по принципу «матрешки», математика предусматривает соответствующее уравнение взаимосвязи единиц измерения этих шкал в силу одинакового десятичного масштаба, а именно: 1°А=10⁵°С=10¹⁰ К.

Применение предлагаемого термометра с соответствующими шкалами, в зависимости от диапазона измерения температуры, при индикации и фиксации дискретных величин температуры обеспечит совместно с десятичным временем единый масштаб измерения в десятичной системе счета тепловых процессов, а при проведении математических расчетов позволит получать результат с заведомо необходимой точностью при бесконечно малой погрешности и, как следствие, будет объективно отражать результат исследования. Изобретение носит широкий познавательный характер с важным выводом: все формы проявления вещества /кристалл, жидкость, газ/ при давлении 1 бар с последующим подводом тепла имеют три различных величины критических температур. Этот вывод по настоящее время является острой необходимостью всех научных исследований, связанных с тепловыми процессами.