雙金屬溫度計(jì)的特點(diǎn)及其檢定方法探索

郭莊啟

漳州市計(jì)量所（363000）

0 前言

雙金屬溫度計(jì)是一種對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行檢定的檢測(cè)儀器表，可以在測(cè)量中直接投入應(yīng)用，其主要檢查對(duì)象就是低溫中的液體蒸汽或者液化氣體，從而得到準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)制定了雙金屬溫度計(jì)相關(guān)的檢定方法，在《中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程》（JJG 226—2001）中，相關(guān)部門對(duì)其檢定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。

1 簡(jiǎn)述雙金屬溫度計(jì)的基本概念

1.1 雙金屬溫度計(jì)的基本構(gòu)成

雙金屬溫度計(jì)組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要包括度盤、指針、指針軸、活動(dòng)螺母、感溫原件、保護(hù)管及活動(dòng)端等。在這些構(gòu)成部件當(dāng)中，感溫原件是由幾種金屬片疊加重合在一起，從而組成多層金屬片，它可以對(duì)氣溫變化進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)的記錄。要想使測(cè)量的精準(zhǔn)度得到提升，工作人員一定會(huì)把金屬片制作成螺旋狀，從而進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。

1.2 雙金屬溫度計(jì)的基本工作原理

在實(shí)際測(cè)量期間，感溫原件中不同金屬片的膨脹系數(shù)各有不同，所以金屬片會(huì)隨著溫度的變化而膨脹或者收縮。換一種說(shuō)法，也就是金屬片的體積會(huì)隨著周圍溫度的變化而變化。在雙金屬溫度計(jì)進(jìn)行工作過(guò)程中，我們需要將金屬片的一端固定，將另一端與指針相連接，從而使位移量與氣溫接近線性關(guān)系，指針就可以通過(guò)變化量的大小變化，在度盤上顯示出實(shí)際的溫度數(shù)值。

1.3 雙金屬溫度計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1）雙金屬溫度計(jì)在使用當(dāng)中具有一定的便捷性，可以及時(shí)測(cè)量出現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際溫度。雙金屬溫度計(jì)品種繁多，可以適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)情況的需求。

2）雙金屬溫度計(jì)具有更高的安全性，使用壽命長(zhǎng)，不需要經(jīng)常進(jìn)行更換，使生產(chǎn)成本得到了控制。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，該溫度計(jì)檢測(cè)范圍非常廣，可以使測(cè)量的精準(zhǔn)率得到保障。

3）雙金屬溫度計(jì)還具有外形精致美觀的特點(diǎn)，工廠可以根據(jù)自身的喜愛(ài)進(jìn)行定制。由此可見(jiàn)，雙金屬溫度計(jì)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，下面將對(duì)其檢定條件與要求進(jìn)行具體分析。

2 雙金屬溫度計(jì)的檢定

2.1 雙金屬溫度計(jì)的檢定條件分析

1）要想保障溫度測(cè)量工作的順利進(jìn)行，檢定所用設(shè)備及檢定工作環(huán)境，就要與相關(guān)規(guī)定符合。相關(guān)檢定工作人員，應(yīng)充分了解《中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程》（JJG 226—2001）中的內(nèi)容，以其作為參照。

2）雙金屬溫度計(jì)在檢定期間具有溫度要求，15℃～35℃是其工作的最佳溫度環(huán)境，并且環(huán)境濕度應(yīng)小于或者等于85%。

2.2 雙金屬溫度計(jì)的檢定標(biāo)準(zhǔn)

在將雙金屬溫度計(jì)投入到實(shí)踐工作當(dāng)中時(shí)，要對(duì)《中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程》（JJG 226—2001）中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求進(jìn)行參照，從而使其工作流程更加規(guī)范。我們將雙金屬溫度計(jì)的最大允許誤差與其準(zhǔn)確度等級(jí)制作為表格的形式，見(jiàn)表1。

表1 雙金屬溫度計(jì)的最大允許誤差與其準(zhǔn)確度等級(jí)

2.3 雙金屬溫度計(jì)的檢定儀器

要想順利完成雙金屬溫度計(jì)測(cè)量工作，首先就要保障標(biāo)準(zhǔn)儀器選擇的合理性，其中溫度計(jì)主要包括二等標(biāo)準(zhǔn)汞基溫度計(jì)、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)及二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)。除此之外，要注重一些配套設(shè)備的選擇，比較主要的有冰點(diǎn)槽、恒溫槽、電測(cè)設(shè)備、讀數(shù)為5～10倍的放大鏡及100V或者500V的兆歐表。

3 雙金屬溫度計(jì)的檢定要求分析

3.1 外觀的檢查要求

在正式檢定之前，應(yīng)對(duì)雙金屬溫度計(jì)的外觀進(jìn)行檢查，從而保證檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。首先溫度計(jì)的外觀應(yīng)滿足整潔、光滑及配件牢固的要求，儀器銜接處沒(méi)有松動(dòng)或者腐蝕的現(xiàn)象，溫度計(jì)表面要保持刻數(shù)的完整。在使用之前要對(duì)儀器進(jìn)行清洗，從而保證玻璃干凈，不會(huì)影響讀數(shù)。在做準(zhǔn)備工作過(guò)程中，指針不能與度盤相接觸，但是二者距離也不宜過(guò)遠(yuǎn)，一般在5 mm之內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)距離。溫度計(jì)的詳細(xì)信息應(yīng)在溫度計(jì)的表盤上具有記載，并且字體清晰。

3.2 示值誤差的檢查要求

在正式投入使用后，溫度計(jì)浸沒(méi)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。一般情況下，應(yīng)是全浸泡的。在特殊情況下，工作人員可以依照說(shuō)明書進(jìn)行操作。如果溫度計(jì)是首次檢定，那么檢定點(diǎn)應(yīng)在四點(diǎn)以上，應(yīng)呈現(xiàn)均勻分布的狀態(tài)。在對(duì)上限值與下限值進(jìn)行測(cè)量期間，可以只檢定單向行程，而其他位置檢查每一個(gè)就行。

3.3 角度調(diào)整誤差與回差的檢查要求

角度調(diào)整誤差檢查可以在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行，最后所產(chǎn)生的示值誤差不能過(guò)大，應(yīng)在最大允許誤差絕對(duì)值要求以內(nèi)。回差的檢查可以與示值誤差檢查同時(shí)進(jìn)行，所遵循的檢查規(guī)律也不能大于最大允許誤差。

3.4 重復(fù)性的檢查要求

在進(jìn)行雙金屬溫度計(jì)回差與示值誤差檢查期間，各個(gè)檢定點(diǎn)都存在被重復(fù)檢查的現(xiàn)象，重復(fù)的次數(shù)一般應(yīng)在3次以上。雙金屬溫度計(jì)的重復(fù)性不能過(guò)大，需要將其控制在最大允許誤差絕對(duì)值的1/2以內(nèi)。重復(fù)性檢查在雙金屬溫度計(jì)使用期間，并不是必檢項(xiàng)，所以工作人員可以酌情處理。

3.5 設(shè)定點(diǎn)誤差的檢查要求

如果溫度計(jì)是首次檢定，應(yīng)把量程定為0.1、0.5、0.9這3個(gè)設(shè)定點(diǎn)上。在雙金屬溫度計(jì)后期的使用與檢定當(dāng)中，可以出現(xiàn)一個(gè)溫度點(diǎn)以內(nèi)的設(shè)定點(diǎn)誤差，具體要求還是要根據(jù)客戶的實(shí)際情況而定。在一般情況下，設(shè)定點(diǎn)的誤差不應(yīng)大于允許誤差的1.5倍[1]。

3.6 切換差的檢查要求

切換差指的是在相同的一個(gè)設(shè)定點(diǎn)上，上切換值與下切換值之間的差值。如果雙金屬溫度計(jì)是首次進(jìn)行檢定，那么切換差檢查項(xiàng)目可以與設(shè)定誤差檢查同一時(shí)間進(jìn)行，因?yàn)榇隧?xiàng)檢查中所要求的誤差值，與設(shè)定點(diǎn)誤差要求是基本相同的[2]。

3.7 切換重復(fù)性的檢查要求

首次檢查的溫度計(jì)還有一項(xiàng)檢查項(xiàng)目，就是切換重復(fù)性檢查。在設(shè)定檢查點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)此點(diǎn)上切值之間的最大差值進(jìn)行計(jì)算，并且對(duì)此點(diǎn)下切換值之間的最大差值進(jìn)行計(jì)算，之后在數(shù)據(jù)中分析其中的最大差值。如果此項(xiàng)檢查誤差沒(méi)有大于允許誤差的一半，那么就能夠符合相關(guān)要求[3]。

3.8 熱穩(wěn)定性的檢查要求

在進(jìn)行熱穩(wěn)定檢查期間，應(yīng)將其分為兩部分進(jìn)行。首先要在恒溫槽內(nèi)置入雙金屬溫度計(jì)，在溫度達(dá)到300℃時(shí)，要使其持續(xù)24 h；恒溫槽的溫度達(dá)到400℃時(shí)，要使其持續(xù)12 h；恒溫槽的溫度達(dá)到500℃時(shí)，要持續(xù)4 h。在整個(gè)熱穩(wěn)定性檢查期間，上限溫度的波動(dòng)范圍應(yīng)在2℃內(nèi)，之后應(yīng)使雙金屬溫度計(jì)放置冷卻，再進(jìn)行第二次檢查，這樣可以使準(zhǔn)確率得到提升。檢查要求同樣是示值不能大于規(guī)定的最大允許誤差，從而保障雙金屬溫度計(jì)工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

雙金屬溫度計(jì)可以對(duì)中低溫度的環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，一般用于化工廠當(dāng)中，并且其應(yīng)用范圍十分廣泛，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中溫度在-80℃～500℃的液體蒸汽或者氣體介質(zhì)進(jìn)行直接測(cè)量，從而得到最終的準(zhǔn)確溫度數(shù)據(jù)。雙金屬溫度計(jì)要想保障精準(zhǔn)度，就要按規(guī)定進(jìn)行檢定。