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玻璃温度计的基本内容

发布时间:2013-09-23

近年来随着科学技术的飞速发展、玻璃温度计的广泛应用及电磁环境越来越复杂,本文我们为大家深入讲解玻璃温度计的基本内容,希望对大家有所帮助。

玻璃温度计是一种经过人工烧制、灌液等十几道工艺制作而成,价格低廉、测量准确、使用方便、无需电源的传统测温产品。在生产和生活中得到广泛的应用。以圆棒或三角棒玻璃作为原材料,以水银或有机溶液(煤油、酒精等)作为感温液,制作出适合不同需求的各种产品。从使用方法上区分,可以分为全浸式温度计和局浸式温度计两种,全浸式温度计在测量液体时需要将玻璃温度计全部放入被测物中,局浸式只需浸入温度计上标明的指定位置即可;从刻度面形式又可分为酸蚀刻度和丝印刻度,酸蚀刻度是一种腐蚀雕刻技术,将刻度值写在玻璃棒上,丝印刻度采用丝网印刷工艺将数字线条图形印在玻璃上,然后经过热处理形成了红褐色、黑色等色彩的釉面效果,耐酸碱油腐蚀,不退色,永不磨损。

玻璃棒式温度计通常为直型,也可根据用户的需要制作各种角度。以有机液体为感温液的玻璃温度计可以测量-100~+200℃以内温度,而水银温度计可以测量-30~+600℃以内温度。

玻璃温度计
玻璃温度计
种类

玻璃温度计由感温泡、毛细管、标度线、中间泡和安全泡等部分组成。按基本结构形式分为棒式和内标式两种。感温泡中盛装感温液图片体,感温液体受热后沿毛细管内孔上升,按标度线指示的液面即得出温度值。高温温度计中需设中间泡,以增高测温起点。安全泡设于毛细管顶端,当温度超出设定范围时,感温液体进入安全泡,以免涨坏毛细管。玻璃温度计还可按用途分为标准温度计、量热温度计等多种。

性质


温度计玻璃为了指示温度准确,温度计玻璃应具备以下性质:①热后效应小。热后效应是温度计玻璃经受温度变化后,感温泡不能保持原状的现象,使用时零点会出现上升或下降。造成零点上升的原因是:标定零点时,玻璃尚未达到最稳定状态,致使使用时玻璃结构仍在不断改变,感温泡不断缩小。解决方法是陈化后重新定标。造成零点下降的原因是:玻璃成分不适宜,感温泡经一定时间后体积变大。解决方法是采用单一的钠或钾作玻璃中的碱金属成分。②具有热稳定性和化学稳定性。③灯工性能良好。玻璃的粘度应适宜于灯工操作,在火焰中反复加热时,玻璃表面不得发生失透现象。④机械强度高。特别是最高使用温度在 400℃以上的温度计应具备优良的机械强度,以保证在高内压下体积恒定。

现一般用德国 1885年创制的耶那 16Ⅲ玻璃制造最高使用温度在 360℃以下温度计,用硼硅酸盐玻璃制造500℃以下温度计,用铝硅酸盐玻璃制造650℃以下温度计。

制造


包括制坯、灌液、定标、刻度4个步骤。①制坯:首先在毛细管玻璃料中吸入一定量汞,根据汞柱长度和粗细度选取孔径适合和均匀的毛细管。灯工焊接感温泡,对感温泡容积进行定量并封没。用稀酸清洗污附物后烘干。最后退火和陈化。②灌液:将毛细管和感温泡抽真空,灌入经过清洗与蒸馏处理的纯净汞或其他感温液体,经加热清除残存空气并溢出多余汞。充入干净保护气体(氮或氢)并封闭顶端。③定标:将经上述步骤的温度计置入恒温装置,在其上限温度下长时间(72h以上)处理,然后参照标准温度计在恒温槽中划线定标。图片棒式温度计定在毛细管玻璃棒上;内标式温度计定在乳白玻璃标度板上。定标恒温槽有低温槽(0℃以下)、冰点槽(0℃)、水槽(70~95℃)、水沸点槽(100℃)、油槽(75~300℃)和盐槽(300~600℃)等多种。④刻度:在定标后的温度计玻璃棒或标度板上涂以蜡层,用刻度机刻划度线,再用氢氟酸腐蚀被刻去蜡层的玻璃表面。用热水洗净蜡层,刻度数字和标志等便清晰可见。寒暑表、体温计等也有采用木板、纸板或铝板等刻印的。

影响玻璃温度计使用的因素


玻璃温度计测量温度时测量不确定度的几个主要来源,基本上可分为两大类。一类是玻璃温度计在分度或检定时由标准器本身的不确定度和标准设备带来的。另一类不确定度来源是玻璃温度计的特性及测试方法所带来的。主要表现为有六点:

一、人员读数的影响

在读取温度计数值时,如果眼睛的视线与温度计刻线不垂直,读取的示值就会偏高或偏低。对于一等水银温度计,可通过正、反两方面并取其平均值,以消除或减小读数偏差。

二、标尺位移对示值的影响


由于温度计的玻璃受热后产生热膨胀,导致内标式温度计的标尺与毛细管的相对位置会产生微小的变化,从而影响温度示值,成为一个测量不确定度分量。一般而言有热膨胀产生的此项分量可忽略不计。

三、毛细管不均匀对示值的影响


玻璃温度计在标尺定点、刻度和检定时,是在几个规定的点上进行的。这种分度和检定方法基于把毛细管看成均匀的,而实际情况并非如此。由于毛细管孔径并不均匀,会造成小间隔刻度有误差。对于准确度不高的温度计,该误差可忽略不计,但对于一、二等标准水银温度计必须进行修正。

四、露出液柱对示值的影响

理论上,全浸式温度计与局浸式温度计使用的条件,应与分度的条件一致。但有时由于条件所限,全浸式要做局浸式使用,露出液柱的影响会造成温度计示值偏低。局浸式也会由于露出液柱在分度时与使用时的环境温度不同,对示值产生影响。上述两种情况对测温造成的影响,必须通过对露出液柱温度修正来消除这一影响。

五、时间滞后对测量的影响 图片


温度计的时间滞后误差以时间常数表示。时间常数就是温度示值上升或下降到最终值和初始值之差的 62.3%所需的持续时间。

时间常数与温度间的种类、长短、感温泡的形状及玻璃的厚薄有关,同时也与被测介质周围的情况、液体或气体的种类以及是否均匀有关。由于温度计有时间滞后误差,所以在使用或检定温度计时,必须将温度计与被测介质真正达到热平衡时方可读数。

六、零位变化对示值的影响


零点变化是由玻璃的热后效引起的。当玻璃感温泡所感受的温度逐渐升高时,玻璃分子也随之重新进行排列,温度升高使得玻璃感温泡的体积增大,这时如果将温度计从高温介质中取出,突然降温会使玻璃分子的重新排列而跟不上温度的变化,从而使温度感温泡的体积不能恢复原状,这就是玻璃的热后效。由于热后效,使感温泡的体积比使用前稍大了一些,所以会造成此时的零位比使用前有所降低。尽管这个零位的降低是暂时的,以后随着玻璃分子结构慢慢的恢复,感温泡的体积也会逐渐恢复,但需要相当长的时间。这就是温度计特别是标准温度计零位变化产生的原因。零位的变化会直接对温度的测量不确定度产生影响。

玻璃温度计
玻璃温度计
生活当中常用的玻璃温度计

在生活当中最最常用到的玻璃温度计就属玻璃体温计了。它可使随体温升高的水银柱保持原有位置,便于使用者随时观测自己的体温状况。

玻璃体温计可分为口腔用体温计与肛门用体温计 。口腔用体温计感温泡(水银球)细而长,全长110毫米;肛门用体温计的感温炮粗而短,全长110毫米左右,精神失常和高热神志不清的病人及幼儿和不能用鼻呼吸者都不能用口温计测,只能用肛温计测。

由于玻璃的结构比较致密,水银的性能非常稳定,所以玻璃体温计具有示值准确、稳定性高的特点,还有价格低廉、不用外接电源的优点,深受人们特别是医务工作者的信赖。但玻璃体温计的缺陷也比较明显,易破碎,存在水银污染的可能;测量时间比较长,对急重病患者、老人、婴幼儿等使用不方便,读数比较费事等。

玻璃体温计可分为片式体温计、电子式体温计、耳式体温计三类:

一、片式体温计


不断发展的新技术又带来了一种非常奇特的体温计,可以叫片式体温计或点阵式体温计。这种体温计只有名片大小,长6~7厘米、宽0.5厘米左右,上面布满了一些附有数字的排列整齐的圆点。在进行体温测试后,某一数值以下的圆点会全都变暗,而其余圆点颜色不变,使用者即可根据上述变化确定体温。这种温度计价格不高,体积较小,便于携带和储存,本身污染非常小,特别适用于医疗机构,可以一次性使用,避免交叉感染。

玻璃体温计属于国家强制检定计量器具,而且生产和使用历史较长,无论是在产品质量还是在监督管理方面基本上比较规范。但是,很多数字温度计、耳温计以前是以保健用品和礼品的形象出现在市场上,一直未受到国家有关部门严密有效的监督管理。

二、电子式体温计


目前有很多类型的新式体温计。电子式体温计利用某些物质的物理参数(如电阻、电压、电流等)与环境温度之间存在的确定关系,将体温以数字的形式显示出来,读数清晰,携带方便。其不足之处在于示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响,不如玻璃体温计。 图片

 三、耳式体温计


体温计一般在腋下、口腔、直肠等处使用,在实际应用中,人们普遍感觉不方便或不舒服。耳式体温计是通过测量耳朵鼓膜的辐射亮度,非接触地实现对人体温度的测量。只需将探头对准内耳道,按下测量钮,仅有几秒钟就可得到测量数据,非常适合急重病患者、老人、婴幼儿等使用。但在使用初期,使用者由于不太熟悉这种操作方式,可能会得到几个不同的测量数据,一般来讲实测最大值即是所要数据。使用者熟悉后会比较满意这种体温计。

综上所述,本文已为讲解玻璃温度计的基本内容,相信大家对玻璃温度计认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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