玻璃液體溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)與測量原理

玻璃液體溫度計(jì)是利用感溫液體(水銀、酒精、煤油等)在透明玻璃感溫泡和毛細(xì)管內(nèi)的熱膨脹作用來測最溫度的，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等部門.是最常用的側(cè)溫儀器。玻璃液體溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)直觀、使川方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，其測溫范圍為一100一60090。 1結(jié)構(gòu)

玻璃液體溫度計(jì)主要由感溫泡、玻璃毛細(xì)管和刻度標(biāo)尺三部分組成，如圖2-6所示。當(dāng)然不同用途的溢度計(jì)其結(jié)構(gòu)也不完全相同，如有的溫度計(jì)在玻璃毛細(xì)管七裝有安全泡與中間泡。

A  感溫泡

感溫泡位于溫度計(jì)的下端.是玻璃液體沮度汁的感翻部分，可容納絕大部分的感溫液，所

以也稱為貯液泡。感溫泡直接由玻璃毛細(xì)管加工制成(稱拉泡)或由焊接一段薄壁玻璃管制成(稱接泡)。

B玻璃毛細(xì)管

玻璃毛細(xì)管是連接在感沮泡上的中空細(xì)玻璃管，感溢液體隨溫度變化在其內(nèi)上下移動(dòng)。

C標(biāo)尺

標(biāo)尺用來表明所測溫度的高低，其上標(biāo)有數(shù)字和M度單位符號(hào)?？蓪⒈硎緲?biāo)尺的分度線直

接刻在毛細(xì)管表面，或單獨(dú)刻在白瓷板上襯托在毛細(xì)管背面。

D安全泡

安全泡是指位于玻璃毛細(xì)管頂端的擴(kuò)大泡，其容積大約為毛細(xì)管容積的三分之一。安全泡

的作用有兩個(gè):

(1)當(dāng)被測溫度超過測量上限時(shí)，防止由于溫度過高而使玻璃管破裂和液體膨脹沖破溫度計(jì)。

(2)便于接上中斷的液柱。

E中間泡

中間泡是為了提高示值的準(zhǔn)確度，在感溫泡和標(biāo)尺卜限刻度之間制作的一個(gè)貯液泡。目的是當(dāng)溫度計(jì)上升到下限刻度時(shí)，能容納膨脹的液體，這樣可使具有較高側(cè)量上限的溫度計(jì)的標(biāo)尺縮短。對(duì)于比較精密的溫度計(jì)還設(shè)有輔助標(biāo)尺，即在中間泡下面刻有零位線，以便檢查溫度計(jì)的零位變化。

玻璃液體溫度計(jì)是利用感溫液體(水銀、酒精、煤油等)在透明玻璃感溫泡和毛細(xì)管內(nèi)的熱膨脹作用來測最溫度的，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等部門.是最常用的側(cè)溫儀器。玻璃液體溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)直觀、使川方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，其測溫范圍為一100一60090。

1結(jié)構(gòu)

玻璃液體溫度計(jì)主要由感溫泡、玻璃毛細(xì)管和刻度標(biāo)尺三部分組成，如圖2-6所示。當(dāng)然不同用途的溢度計(jì)其結(jié)構(gòu)也不完全相同，如有的溫度計(jì)在玻璃毛細(xì)管七裝有安全泡與中間泡。

A  感溫泡

感溫泡位于溫度計(jì)的下端.是玻璃液體沮度汁的感翻部分，可容納絕大部分的感溫液，所

以也稱為貯液泡。感溫泡直接由玻璃毛細(xì)管加工制成(稱拉泡)或由焊接一段薄壁玻璃管制成(稱接泡)。

B玻璃毛細(xì)管

玻璃毛細(xì)管是連接在感沮泡上的中空細(xì)玻璃管，感溢液體隨溫度變化在其內(nèi)上下移動(dòng)。

C標(biāo)尺

標(biāo)尺用來表明所測溫度的高低，其上標(biāo)有數(shù)字和M度單位符號(hào)。可將表示標(biāo)尺的分度線直

接刻在毛細(xì)管表面，或單獨(dú)刻在白瓷板上襯托在毛細(xì)管背面。

D安全泡

安全泡是指位于玻璃毛細(xì)管頂端的擴(kuò)大泡，其容積大約為毛細(xì)管容積的三分之一。安全泡

的作用有兩個(gè):

(1)當(dāng)被測溫度超過測量上限時(shí)，防止由于溫度過高而使玻璃管破裂和液體膨脹沖破溫度計(jì)。

(2)便于接上中斷的液柱。

E中間泡

中間泡是為了提高示值的準(zhǔn)確度，在感溫泡和標(biāo)尺卜限刻度之間制作的一個(gè)貯液泡。目的是當(dāng)溫度計(jì)上升到下限刻度時(shí)，能容納膨脹的液體，這樣可使具有較高側(cè)量上限的溫度計(jì)的標(biāo)尺縮短。對(duì)于比較精密的溫度計(jì)還設(shè)有輔助標(biāo)尺，即在中間泡下面刻有零位線，以便檢查溫度計(jì)的零位變化。

F感溫液

感溫液是封裝在溫度計(jì)感溫泡內(nèi)的測溫物質(zhì)。通常需要根據(jù)溫度計(jì)的側(cè)鼓范圍、準(zhǔn)確度、靈敏度、穩(wěn)定性、使用場所、ig度計(jì)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本等因素選擇感溫液的種類。無論怎樣選擇感溫液.均應(yīng)滿足以下條件:

(1)體膨脹系數(shù)大;

(2)貓度小，表面張力大;

(3)在較寬的溫度范圍內(nèi)能保持液態(tài);

(4)在使用溫度范圍內(nèi)，化學(xué)性能穩(wěn)定;

(5)在高溫狀態(tài)下蒸氣壓低;

(6)便于提純，不變質(zhì).無沉淀現(xiàn)象。

常用的感溫液有水銀、甲苯、乙醉和煤油等有機(jī)液體。

2瀏溫原理

玻璃液體溫度計(jì)是根據(jù)物質(zhì)的熱脹冷縮原理制成的。它利用作為介質(zhì)的感溫液體隨溫度變化而體積發(fā)生變化與玻璃隨溫度變化而體積變化之差來測試溫度?？梢姡瑴囟扔?jì)所顯示的示值即為液體體積與玻璃毛細(xì)管體積變化的差值。為了進(jìn)一步說明玻璃液體溫度計(jì)的測溫原理，特引進(jìn)體膨脹和視膨脹的概念。

A體膨脹

物質(zhì)受熱后的熱膨脹包括體積膨脹與壓力膨脹，這里只考慮體積膨脹，簡稱體膨脹。描述體膨脹大小的量稱為體膨脹系數(shù)。通常把溫度變化I℃所引起的物質(zhì)體積的變化與它在0℃時(shí)的體積之比，稱為平均體膨脹系數(shù)，用口來表示。

當(dāng)溫度由t1變化到t2時(shí)，就有

B視膨脹

當(dāng)溫度計(jì)受熱時(shí)，感溫液體受熱膨脹，使感溫液體在毛細(xì)管中上升。同時(shí)感溫泡和毛細(xì)管也因受熱膨脹而容積增大，使得感溫液柱下降。但由于感溫液的體膨脹系數(shù)大，而玻璃的體膨脹系數(shù)小，其結(jié)果是感沮液體上升了一段距離。所以，感沮液體在玻璃毛細(xì)管中隨溫度上升而上升，或隨沮度下降而下降。感溫液與玻璃體膨脹系數(shù)之差被稱為視膨脹系數(shù)，表示如下

式中K—玻璃液體溫度計(jì)的視膨脹系數(shù)，℃-1;

Y—玻璃的體膨脹系數(shù).℃-1’。

綜上所述.玻璃液體溫度計(jì)的示值實(shí)際上是感溫液體積與玻璃體積變化之差值。