Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Чем заменить ртутник?

18.04.2010 | Колонка редактора | Количество просмотров: 8250 | Комментарии (10)

Не возьметесь ли поверить ртутный термометр до 600 °С? Думаю, что всем поверочным центрам когда-либо задают такой вопрос «на засыпку». Да, такие термометры существуют, их вносят в Гос. Реестр, закупают, а потом оказывается, что поверить их в России практически невозможно. Ртутники должны поверяться на всех оцифрованных отметках шкалы. Нужны жидкостные термостаты, работающие в диапазоне 400-600 °С. А их нет. В стандарте ГОСТ 8.317-78 на методы поверки в качестве поверочного оборудования указан оловянный термостат, упомянуты также солевые ванны. Их нет ни в одном ЦСМ. Бедные потребители звонят во ВНИИМ (очередной такой звонок мы получили 16.04.10). Однако мы в эталонной лаборатории вообще ртутники не поверяем. Отсылаем их в местный ЦСМ, но туда они уже звонили. Получается ловушка.

Проблема не только в высокотемпературных ртутных термометрах, вопрос сейчас должен стоять уже о постепенном отказе от ртутников вообще. Конечно, у жидкостных термометров есть свои преимущества. Это простота отсчета показаний и хорошая долговременная стабильность. Но очень крупным недостатком является токсичность ртути. Даже если стеклянный термометр дешевле платинового, на утилизацию таких термометров и очистку территории от капель ртути уйдет очень много средств. Допустим, кто-то приобретет импортный высокотемпературный термостат, работающий до 680 °С на порошке из окиси алюминия. Разбив в нем один ртутник, можно будет термостат выбрасывать. Причем не просто выбрасывать, а сдавать в утилизацию и платить за это деньги.

В наше время существует вполне реальная альтернатива ртутникам. Это платиновые термометры сопротивления, термопары и термисторы. И сейчас уже не надо бояться усложнения отсчетов с прибора. Существует огромный парк отечественных и импортных измерительных цифровых преобразователей, подключив которые к датчикам можно сразу же отсчитать температуру в градусах, не задумываясь о каких-либо пересчетах. Будет ли это точнее, чем использование ртутного термометра? Не всегда. Если, например, взять ТСП класса А по ГОСТ Р 8.625 (МЭК 60751), по допуску он уступит лабораторному ртутнику полного погружения. Но если использовать ТСП с индивидуальной градуировкой, то можно получить значительный выигрыш в точности. Кроме того, следует отметить ряд неоспоримых преимуществ ТСП: 1) экологическая чистота!, 2) простота монтажа на объект, 3) возможность удаленного контроля температуры с помощью цифрового прибора, расположенного на далеко от объекта, 4) возможность контроля распределения температуры при установке нескольких датчиков и использовании многоканального отсчетного устройства.

Как вытеснить ртутные термометры из промышленного употребления? Сначала надо разобраться, кто их покупает и на основании каких требований. Провести разъяснительную работу с соответствующими ведомствами. Затем запретить вносить в Реестр хотя бы импортные ртутники. Ведь что получается? В США существуют уже специальные программы по отказу от использования ртутных термометров. А мы ввозим и вносим в Реестр американские ртутники по стандарту АСТМ. В России тоже необходимо принять решительные меры и инициировать переход на безопасные методы измерения температуры.

Кто хочет добавить что-то к данному материалу – пожалуйста, пишите свои комментарии после статьи. Производители точных электронных термометров, приглашаем разместить информацию о Ваших разработках в нашем каталоге приборов – она будет полезна для всех, кто ищет альтернативу ртутнику.

С уважением,


Гл. редактор Temperatures.ru
Моисеева Наталия Павловна

P.S. (2012 г.)

Замена ртутных термометров на электронные особенно актуальна для нефтегазовой отрасли, в которой в настоящее время используется огромное количество ртутных термометров. В октябре 2012 г. в Санкт-Петербурге состоялась конференция "Метрология и стандартизация нефтезгазовой отрасли", на которой был представлен доклад Моисеевой Н.П. (ВНИИМ им. Д.И. Менделеева) и Григорьева С.В. (ООО «ТЕРМЭКС», г. Томск) о перспективах замены ртутных термометров на электронные в нефтегазовой отрасли. Видео с записью доклада можно посмотреть по ссылке >>>

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Колонка редактора"

Комментарии:

Сергей, | ТЕРМЭКС

Хорошую тему Вы подняли, но сдается мне, что и в этом вопросе у нашей страны свой собственный путь. Мне еще лет шесть тому назад показалось, что замена ртутников назрела абсолютно и дело стопорится только отсутствием на рынке точных электронных термометров. Мы разработали такой термометр ЛТ-300, решив для начала закрыть самый \"ходовой\" диапазон от -50 до +300 градусов с погрешностью 0,05С с целью замены целого ряда лабораторных ртутных термометров типов ТЛ, ТН, ТИН и ASTM. Позже аттестовали ЛТИ - \"облегченный\" (более грубый и, соответственно, дешевый) вариант ЛТ-300 с расширенным диапазоном от -196 до 500 градусов. По прошествии почти пяти лет производства таких термометров можно сказать, что желаемого коммерческого результата мы не достигли, хотя термометр, по отзывам потребителей, получился чрезвычайно удачным. Причина массового применения ртутников кроется, на мой взгляд, в крайней консервативности отечественной лабораторной практики, обусловленной устаревшими или ангажированными государственными и отраслевыми стандартами. Вот типичный пример из близкой мне области: популярный ГОСТ 3900-85 \"Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности\", где в разделе \"Аппаратура\" однозначно прописано: \"Термометры ртутные стеклянные типа ТЛ-4 № 4 по ТУ 25.2021.003 или термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов типа ТИН 5 по ГОСТ 400\". Все, и никаких возможных вариантов для замены. Хотя у первого погрешность 0,2, а у второго - 0,1 градуса. И пока в подобных стандартах не появится дополнение типа \"... или другие термометрические устройства равноценной или более высокой точности\", перспективы электронных термометров в отечественной лабораторной практике - не радужные.

Моисеева, | ВНИИМ

Согласна абсолютно, что применение ртутных термометров часто является необходимым только по причине их упоминания в стандартах на методы контроля. Такое впечатление, что люди, которые пишут отраслевые стандарты, не знают, что есть достойная альтернатива ртутникам. Я думаю, что должна быть разработана Государственная программа по вытеснению ртутных термометров из практики измерения температуры. Возможно, следует обратиться с письмом-обоснованием в министерство природных ресурсов и экологии России. Обоснование должно содержать доказательства возможности замены ртутных термометров на другие виды датчиков без потери точности измерения, наличие базы электронных термометров Российского производства, возможность обучения персонала, содержать перечень стандартов, в которые необходимо ввести рекомендации об использовании альтернативных термометров. Однако, поскольку ртутников много, быстрой их замены не получится. Термометры ЛТИ и ЛТ300 – очень достойная альтернатива ртутникам. Возможно, существуют и другие разработки. Приглашаю шире их рекламировать в Интернет и на различных семинарах и конференциях. Возможно, можно даже запланировать отдельный семинар, посвященный исключительно электронным термометрам, заменяющим ртутные термометры. Еще раз приглашаю к участию в обсуждении темы производителей цифровых термометров.

Максим, | Интернет трейд

Электронные термометры работают от батареек,а ведь батарейки тоже нужно утилизировать.За время работы одного ртутника можно потратить десятки батареек на электонный измиритель.Вред для экологии будет одинаковым.

Знаток,

Если глубоко вникать, то надо и люминицетноэнергосберегающие лампы чем то заменять - та как вних есть ртуть и бОльшинтсов людей выбрасываю их в обычный мусор. Или в карйнем случае - пусть организации выкупают испорченные лампы у населения от 10 рублей за штук. если нет возможности - пусть ищут замену. На замеику: в среднем на квартиру уходят 10...15 люминицетных ламп+люминицетная лампы в лифтах + люминицетные лампы в учебных заведения. И того выходит, что ртутных термотметро по сравнению лам гораздо меньше.

Завлаб, | «СлавНефтьГаз-ЮжСеверЗапВосток-СинтезЧегоУгодно»

Я работаю в области анализа продуктов нефтехимии с использованием автоматизированного лабораторного оборудования и референтных по отношению к этому оборудованию ручных методов. Могу вам дать прямой ответ почему до сих пор вынужден для своей лаборатории для ручных методов испытаний приобретать именно ртутные термометры, а не, к примеру, ЛТ-300. Причины две: техническая и формально-административная. 1. Техническая причина: Использование ртутных термометров в референтных ручных методиках измерения, где показания температуры снимаются в нестационарных состояниях. То есть, в этих условиях различие показаний поверенного ртутника и термометра сопротивления (к примеру) имеющего те же геометрические размеры, будет складываться из их статической погрешности (учесть которую очень просто калибровкой в термостате) и динамической погрешности, которую учесть очень не просто. Сложность задачи учёта динамической погрешности состоит в том, что в ходе одного и того же испытания датчик температуры может быть под воздействием разных фаз, теплоёмкость которых различается, и, нередко, на его поверхности происходит переход фаз (конденсация паров, к примеру, или кристаллизация продукта). Подобные процессы в точке измерения не дают применять простую зависимость динамического отклонения как функции от первой производной показаний по времени, а заставляют либо применять более сложные зависимости, и (либо) вносить в конструкцию электронного датчика температуры инерционные массы и переходные среды (покрытия), симулирующие поведение «ртути в стекле», а иногда и «с градиентом по высоте ртутного столба» в случае симуляции частично-погружного термометра и с «учётом теплопередачи по длинне ртутного столба-термометра» в нестационарных режимах... В качестве «простого» примера – испытание нефтепродукта по ГОСТ2177 {простая постепенная перегонка 100 мл пробы в колбе от 20°C до 400°C}. Все стандартные образцы продуктов, на которых поверяется автоматическое оборудование по этой методике испытаний по-прежнему разрабатываются на данных ручных аппаратов с ртутными термометрами, и любой автоматический лабораторный аппарат обязан воспроизвести эти показания. Сегодня ситуация, в чём-то комична и одновременно трагична: при автоматизации подобных методик испытаний измерения осуществляются с использованием платиновых термометров сопротивления имеющих превосходные точностные характеристики и минимальные инерционные массы, а потом алгоритмы приборов «корректируют» данные измерений (фактически «искажают») внося динамические погрешности кто-во-что-горазд, ибо единой методики подобных корректировок нет. В результате и возникает нередко ситуация, когда каждый из производителей рекламирует свои «сверх точные лаборарорные аппараты», а в реальной работе видишь, что воспроизводимость результатов между автоматическими аппаратами разных производителей может быть хуже, чем между двумя «ручными» аппаратами, с установленными в них ртутными термометрами. При статических же поверках в термостатах термометры аппаратов всех производителей показывают идентичные величины. Впрочем, это больше наблюдения прошлых времён, когда автоматические анализаторы только стали появляться в лабораториях. Сегодня большинство производителей успешно программно эмулируют «ртуть в стекле» применительно к конкретному методу испытаний. Производителям же альтенативных электронных термометов, претендующих на место ртутников в ручных методиках надо обязательно добавлять в меню своих изделий возможность симулировать динамические характеристики конкретных ртутных термометов и, возможно даже, применительно к конкретным стандартным методикам измерений. Термометры подобные ЛТ-300 мне знакомы, он отлично может заменить ртутник почти во всех случаях измерения стационарной температуры, но в динамических режимах конкретных стандартных испытаний он непригоден. К примеру, в упомянутом мной методе по ГОСТ2177 я физически могу поставить такой термометр в испытательную колбу вместо ртутника, но результат теста с ним будут за пределами требуемой воспроизводимости испытания. Чтобы использовать подобный электронный термометр в конкретной методике, к примеру, ГОСТ2177 [аналог ASTM D86], надо иметь возможноть в меню электронного термометра выбрать конкретную модель симулируемого ртутника (в данном случае – ТИН4-1 или ТИН4-2 [ASTM C7 или С8] в зависимости от темп.диапазона). При этом алгоритм такого термометра должен обеспечить симуляцию всех динамических отклонений от ртутника, которые я уже привел выше. 2. Административная причина: Кроме алгоритмической эмуляции динамических характеристик конкретных термометров необходимо иметь документ (сертификат?), допускающий замену ртутника этим термометром применительно к конкретной методике испытаний. Вероятно, производитель термометров должен пройти некую процедуру поверки в условиях конкретной методики испытаний (статические, динамические погрешности, условия различных измеряемых сред, режимов конденсации-кристаллизации и т.д.) с использованием стандартных образцов, которая бы гарантировала идентичность результатов этих испытаний с ртутным термометром. При отсутствии подобного сертифиата ни один завлаб не возьмёт на себя ответственность замены прописанного в стандарте ртутника каким бы то ни было электронным термометром, даже если поверка в статических условиях показывает его превосходную точность. В случае возникновения спорных ситуаций, хуже того, судебных споров, замена ртутника, прописанного в стандарной методике измерения на электронное средство измерения будет однозначно трактоваться как нарушение методики с соответсвующими негативными последствиями для ответственных за лабораторию. Так что, Сергей из ТЕРМЕКСа, не надо пенять на консервативность и костность мышления отечественных (и не только) лабораторий. Мы, технари, прекрасно понимаем, что электронные средства измерений вроде представленного Вами ЛТ-300 – прекрасный аппарат, но: 1. Поработайте над исследованием динамических характеристик ртутников в конкретных режимах испытаний конкретных методик нефтехимки; 2. Добавьте меню, в котором можно будет выбирать разные модели ртутников для самых популярных ручных методик нефтехимки, которые Вы будете успешно эмулировать (после выполнения предыдущего пункта) 3. Потраттесь на сертификационные испытания по конкретным методикам нефтехимки, которые бы свидетельтсвовали об идентичностьи результатов значениям эмулируемых ртутных термометров. После сего я буду первым, кто встанет в очередь за вашими термометрами :) и даже своим иностранным коллегам буду с радостью рекомендовать сдавать их никчемные ртутники и приобретать продукты российского флагмана производителей измерительных приборов :).

Сергей, | ТЕРМЭКС

Завлаб, я Вам крайне признателен за столь внятное объяснение причин "тормозов" в процессе замене ртутников. По иронии судьбы, в настоящий момент мы готовим более функциональную замену нашему ЛТ-300, и Ваши предложения именно сейчас как никогда кстати. Я бы очень хотел пообщаться с Вами в оффлайне. Если Вы не против, свяжитесь со мной, пожалуйста, sgrig(собака)termexlab.ru.

Моисеева Н.П., | Гл. редактор

Меня тоже очень заинтересовала ситуация с измерением температуры при определении параметров нефтепродуктов. Для определения фракционного состава бензина или керосина необходимо измерять температуру при возгонке, и на это динамическое измерение влияют условия работы термометра, его инерционность и я думаю даже материал трубки термометра. Я посмотрела ГОСТ 2177-99 и увидела, что там действительно нет альтернативы ртутно-стеклянному термометру. Однако я тут же обнаружила новый стандарт, введенный в январе 2015 г. - ГОСТ ISO 3405-2013 (Нефтепродукты. Определения фракционного состава при атмосферном давлении). Там уже допускается использование электронных термометров. В частности, написано следующее: «5.8.2 Можно использовать электронное устройство измерения температуры, имеющее такое же запаздывание температуры, влияние выступающего столбика термометра и прецизионность, как равноценный стеклянный ртутный термометр. Электрическая схема и/или алгоритмы используемой электронной системы должны моделировать запаздывание температуры стеклянного ртутного термометра. При этом датчик, у которого кончик (щуп) защищен кожухом, помещают так, чтобы в сборке, благодаря регулированию его теплоемкости и теплопроводности, он имел запаздывание температуры, аналогичное стеклянным ртутным термометрам. При разногласиях выполняют контрольное испытание с использованием стеклянных ртутных термометров. В приложении В приведен способ определения расхождения по времени запаздывания между электронным устройством измерения температуры и стеклянным ртутным термометром.» Так что, ГОСТ допускает уже использование электронных термометров. С одной стороны, ситуация странная. Получается, что изготовители электронных термометров должны специально ухудшать тепловую инерцию конструкции, чтобы фактически «смоделировать» ртутник. Но с другой стороны, чтобы получить идентичный результат при использовании разных типов термометров, надо как-то унифицировать их инерционность, что, видимо, и было предложено в стандарте. В системе АСТМ есть аналогичный стандарт ASTM D86 - 12 (Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure). В предисловии к стандарту уже есть предупреждение : «1.5 WARNING—Mercury has been designated by many regulatory agencies as a hazardous material that can cause central nervous system, kidney and liver damage. Mercury, or its vapor, may be hazardous to health and corrosive to materials. Caution should be taken when handling mercury and mercury containing products. See the applicable product Material Safety Data Sheet (MSDS) for details and EPA’s website—http://www.epa.gov/mercury/faq.htm—for additional information. Users should be aware that selling mercury and/or mercury containing products into your state or country may be prohibited by law.» Так, что приоритет за электронными термометрами. В Интернете нашла несколько автоматических приборов дистилляторов для нефтепродутов, например, ORBIS 8200. В описании написано, что применяется схема «Dynamic Mercury Thermometer simulation», обеспечивающая соответствие показаний их электронного термометра и ртутного термометра АСТМ. Вывод можно сделать такой: если производитель хочет, чтобы его термометр использовался в лабораториях анализа нефтепродуктов, надо разработать дополнительный модуль, корректирующий показания для соответствия показаниям ртутного термометра.

Добавить комментарий: