淺談玻璃液體溫度計

耿紅波

摘 要：玻璃液體溫度計是測溫儀器中比較常用的一種。從玻璃液體溫度計的發(fā)展歷史、分類、工作原理等幾個方面介紹了玻璃液體溫度計的相關(guān)知識，并系統(tǒng)闡述了常見玻璃液體溫度計的檢定工作和檢定過程中常見的細(xì)節(jié)問題。

關(guān)鍵詞：測溫儀器；玻璃液體溫度計；工作原理；檢定

中圖分類號：TH811 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0159-02

溫度計是所有測溫儀器的總稱。玻璃液體溫度計是一種常用的測溫儀器，是根據(jù)物質(zhì)熱脹冷縮的原理制造的。它是利用介質(zhì)中的感溫液體隨溫度變化而發(fā)生的體積變化與玻璃隨溫度變化而發(fā)生的體積變化之差來測量溫度的。一般來說，任何物質(zhì)的任意一種物理屬性，只要它能夠隨溫度的變化而發(fā)生單調(diào)、顯著的變化，都可以用來標(biāo)志溫度，從而制成溫度計。玻璃液體溫度計因具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測溫范圍廣（-200～+600 ℃），準(zhǔn)確度和靈敏度高，讀數(shù)直觀、方便，耐腐蝕，價格低廉等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。

1 玻璃液體溫度計的發(fā)展史

現(xiàn)代玻璃溫度計的雛形可以追溯到1593年，意大利科學(xué)家伽利略發(fā)明了世界上第一支溫度計。他發(fā)明的溫度計是一個頸部極細(xì)的玻璃長頸瓶，瓶中裝有一半帶顏色的水，把它倒過來放在碗里，碗里也會有同樣顏色的水。隨著溫度的變化，瓶中所包含的空氣便會收縮或膨脹，頸中的水柱就會上升或下降。

1631年，法國化學(xué)家詹·雷伊（T.Rey）改進(jìn)了伽利略發(fā)明的測溫器。他將測溫器的長頸瓶倒過來，用長頸瓶中水的膨脹來表示冷熱程度。1714年，華倫海特（Denid Fahrenheit）以水銀作為測溫質(zhì)，利用水銀在玻璃容器的相對膨脹原理制成玻璃水銀溫度計。1730年，法國勒奧默（R-A.E.Reaumur）制作了酒精溫度計，將水的冰點取為0 oR、水的沸點取為80 oR，在這2個定點中間將其分成80等份。1742年，瑞典天文學(xué)家攝爾修斯（A.Celsius）用水銀做測溫質(zhì)，采用百分刻度法，將水的沸點取為0“度”，冰的熔點取為100“度”，隨后他的同學(xué)斯托瑪考慮到日常的使用習(xí)慣把它顛倒過來，即將冰的熔點改為0“度”，水的沸點改為100“度”。

2 玻璃液體溫度計的組成和分類

玻璃溫度計一般是由感溫泡、感溫液、中間泡、安全泡、毛細(xì)管、主刻度和輔刻度等組成的。感溫泡是用來貯存感溫液體的，也稱為“貯囊”，是一種內(nèi)徑較大，呈圓柱形或圓形的玻璃管；中間泡和安全泡分別是距溫度計測溫下限和測溫上限刻度線一段距離的玻璃管燒制成的特定的擴(kuò)大部分，用來容納室溫上升至溫度計下限時和溫度超過溫度計上限時膨脹的感溫液體積。

玻璃液體溫度計種類很多，根據(jù)玻璃液體溫度計的基本結(jié)構(gòu)，可將其分為棒式溫度計、內(nèi)標(biāo)式溫度計和外標(biāo)式溫度計；根據(jù)玻璃液體溫度計的感溫介質(zhì)，可分為水銀溫度計、汞基溫度計和有機液體溫度計；根據(jù)玻璃液體溫度計測量時的使用方式，可分為全浸式溫度計和局浸式溫度計；根據(jù)玻璃液體溫度計的標(biāo)準(zhǔn)度，可分為一等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計、二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計、標(biāo)準(zhǔn)貝克曼溫度計、高精密溫度計（分度值一般為0.05 K）和工作用溫度計。

3 玻璃液體溫度計的工作原理

雖然玻璃液體溫度計的種類較多，結(jié)構(gòu)也存在一定的差異，但是，它們的測溫原理是相同的。其工作原理是，基于感溫泡中的感溫液體受外界溫度的影響而熱脹冷縮，由于選擇的感溫液體的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃的膨脹系數(shù)，所以，在測溫時，只要觀察液體體積的變化即可感知溫度的變化。

當(dāng)溫度變化時，感溫液、感溫泡和毛細(xì)管的體積也會隨之改變，使得感溫液柱沿毛細(xì)管升高或降低。當(dāng)玻璃液體溫度計與測溫介質(zhì)達(dá)到熱平衡時，讀取感溫液柱上端面的中心位置就可以得到被測介質(zhì)的溫度。

4 玻璃液體溫度計的檢定過程

玻璃液體溫度計的檢定過程分為收件、分類、檢定、數(shù)據(jù)記錄和處理等。

4.1 收件

收件員在收取客戶送來的玻璃液體溫度計時，要認(rèn)真、仔細(xì)核對玻璃液體溫度計的數(shù)量、狀態(tài)，檢查其是否有破損，是否有明顯的損壞痕跡。如果有破損，要及時與客戶溝通并做好記錄；同時，要詳細(xì)記錄客戶的要求，及時與檢定員溝通。

4.2 分類

由于玻璃液體溫度計的種類較多，型號也千差萬別，所以，在檢測之前，需要先將玻璃液體溫度計按一定的規(guī)律分類，以便于檢測。比如可以按照需要檢定的溫度范圍分類，也可以按照使用方式是全浸還是局浸分類。分類結(jié)束后，給每支溫度計上貼上標(biāo)簽并編號，便于在檢定時分辨和記錄數(shù)據(jù)等。

4.3 檢定

進(jìn)行檢定工作的要求是：①進(jìn)出實驗室必須換上特定的工作服。②仔細(xì)閱讀玻璃液體溫度計的說明書，查看溫度計是否有特殊的檢測要求。③檢查恒溫槽。恒溫槽中一般有酒精槽、水槽、油槽等，在檢定之前，要檢查恒溫槽的液面高度是否符合要求。一般情況下，恒溫槽的液面應(yīng)低于槽蓋。檢查無誤后，打開恒溫槽一段時間，恒定溫度后再開始檢測。④檢定過程應(yīng)從下限溫度逐點檢定到上限溫度。⑤按照檢定規(guī)程開始檢定，讀數(shù)并做好記錄。

4.4 數(shù)據(jù)記錄和處理

根據(jù)編號依次將玻璃液體溫度計放入恒溫槽中檢定，待溫度恒定后讀數(shù)，并做好記錄。在改動原始數(shù)據(jù)時，要將正確數(shù)據(jù)寫在旁邊，同時，檢定員要在單據(jù)上簽署自己的名字或名字縮寫。檢定全部結(jié)束后，要重新檢查一遍溫度計，待數(shù)量、狀態(tài)等檢查無誤后，將其擦拭干凈放入包裝盒。根據(jù)檢定規(guī)程處理記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，以判斷溫度計是否合格。

5 檢定注意事項

進(jìn)行檢定工作時的注意事項有以下幾點：①檢定之前，要將恒溫槽開啟一段時間作恒溫處理。②玻璃液體溫度計要垂直放入恒溫槽檢定。③放置玻璃液體溫度計時要注意，溫度計應(yīng)在放入恒溫槽時，根據(jù)溫度計的使用要求選擇浸入方式——全部浸入或部分浸入。④讀取玻璃液體溫度計讀數(shù)時，要等待溫度計的讀數(shù)恒定下來再讀取。在讀取示值時，水銀溫度計應(yīng)讀其凸月面的最高點，有機液體溫度計應(yīng)讀其凹月面的最低點。讀數(shù)時，可以根據(jù)實際需要使用適當(dāng)?shù)淖x數(shù)工具，并盡量減小估讀誤差。⑤玻璃液體溫度計檢定結(jié)束后，不要急于拔出，以防驟冷驟熱影響其使用壽命或?qū)ζ湓斐蓳p害。應(yīng)緩慢取出，并垂直放置，盡量使沾附在其上的介質(zhì)回流到恒溫槽中，隨后可用干燥、柔軟的棉織物擦拭干凈，不可以直接用手碰觸感溫泡，待溫度計溫度恢復(fù)至室溫后再放入包裝盒內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]高慶中.溫度計量[M].北京：中國計量出版社，2004.

〔編輯：白潔〕endprint