Шкалы температур

Начиная рассматривать различные методы теплового контроля следует в первую очередь обратить свое внимание на шкалы температуры.

Температура - величина, обратная изменению энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему единичного количества теплоты:

1/T = ΔS / ΔQ ,

где T - температура, ΔS - приращение энтропии, ΔQ - изменение энергии.

Согласно закону Стефана-Больцмана (для одного моля газа)

pv = RT ,

где p - давление газа, v - объем газа, R - константа, называемая универсальной газовой постоянной, значение которой для заданной массы газа - одной грамм-молекулы - зависит только от выбранной единицы измерения абсолютной температуры T.

Чтобы определить числовое значение температуры Т, необходимо выбрать для нее единицу измерения. Для этого достаточно произвольно установить значение температуры, соответствующей четко определенному и воспроизводимому явлению. Существуют две абсолютные термодинамические шкалы - шкала Кельвина и шкала Рэнкина. Посредством простого смещения нуля термодинамической шкалы можно получить производные шкалы температур, не являющиеся абсолютными, но с такой же единицей измерения, как у исходной абсолютной шкалы.

Абсолютные шкалы. Шкала Кельвина. Единица измерения кельвин (К) определяется из того условия, что температура воды в тройной точке (температура равновесия волы, льда и пара) равна 273,16 К (т.е. в шкале Кельвина диапазон температур от абсолютного нуля до точки замерзания воды разделен на 273,16 частей).

Шкала Рэнкина. Единица измерения - градус Рэнкина (°R) - равен 5/9 кельвина; при таком определении температура в тройной точке воды равна 491,69 °R.

Производные шкалы. Шкала Цельсия. Получается из абсолютной шкалы Кельвина, если за нуль принять температуру замерзания воды; единица измерения этой шкалы - градус Цельсия (°С) - равна одному кельвину:

T(°C) = T(K) - 273.16.

Шкала Фаренгейта. Получается смещением нуля абсолютной шкалы Рэнкина; единица измерения - градус Фаренгейта (°F) - равна одному градусу Рэнкина:

T(°F) = T(°R) - 459.67.

Шкала распространена в Великобритании и, в особенности, в США. Примечательно, что этой шкале на 100 градусов разделён интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела.

Формулы перехода от одной шкалы к другой имеют следующий вид:

T(°C) = [ T(°F) - 32] 5 / 9,

T(°F) = (9/5) T(°C) + 32.

По принципу размещения регистрирующей аппаратуры методы теплового контроля  можно разделить на контактный и бесконтактный методы.

Контактный метод применяется для контроля температуры различных сред - твердых, жидких, газообразных путем размещения в них чувствительных элементов, а также определения размеров тепловыделяющих элементов и наличия дефектов путем размещения датчиков на поверхности контролируемого объекта.