雙金屬溫度計(jì)的特點(diǎn)及其檢定方法探索

葉 飛

（遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測院，貴州 遵義 563000）

近年來，隨著我國社會(huì)主義現(xiàn)代化市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)也得到長足發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模和數(shù)量不斷增加，這就對工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境提出更高要求，需要隨時(shí)對生產(chǎn)場所溫度進(jìn)行檢定，雙金屬溫度計(jì)是工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)場所常用溫度檢測儀表，主要檢查低溫環(huán)境中液化氣體或者液體蒸汽的溫度變化情況，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供準(zhǔn)確的溫度變化數(shù)據(jù)。

1 雙金屬溫度計(jì)簡述

1.1 雙金屬溫度計(jì)結(jié)構(gòu)

由圖1可知，雙金屬溫度計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡單，主要由指針、度盤、表殼、活動(dòng)螺母、指針軸、保護(hù)管、感溫元件、固定端等部分構(gòu)成。感溫元件是雙金屬溫度計(jì)重要組成部分，是由幾種金屬片共同疊壓而形成多層金屬片，具備自動(dòng)連續(xù)記錄溫度變化情況的功能。值得注意的是，應(yīng)將感溫元件的金屬片繞制成螺旋形，可以大大提高靈敏度，以便能夠更好檢測環(huán)境溫度，從而能夠確保雙金屬溫度計(jì)測量的準(zhǔn)確性。

圖1 雙金屬溫度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 雙金屬溫度計(jì)測溫原理

雙金屬溫度計(jì)測量范圍在-80~+500 ℃，是由雙金屬元件和保護(hù)套構(gòu)成的溫度檢測元件，并且通過圓形度盤顯示溫度的雙金屬溫度計(jì)。雙金屬溫度計(jì)測溫原理很簡單，由于感溫元件中疊壓在一起的不同金屬片的膨脹系數(shù)不同，如果環(huán)境溫度發(fā)生改變，感溫元件不同金屬片受溫度影響會(huì)發(fā)生不同程度的彎曲，依據(jù)金屬片彎曲程度來判斷溫度高低。雙金屬溫度計(jì)在測溫過程中，通過固定雙金屬片一端，另一端指針會(huì)隨著感溫元件金屬片的彎曲變形而變動(dòng)，以此來確定溫度數(shù)值。

2 雙金屬溫度計(jì)的特點(diǎn)

2.1 雙金屬溫度計(jì)的特點(diǎn)

雙金屬溫度計(jì)廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，其特點(diǎn)具體包括以下幾方面：一是操作簡單便捷。雙金屬溫度計(jì)體積比較小，應(yīng)用比較簡單，不需要額外進(jìn)行操作，只需安裝在需要檢測溫度的地方，就可以實(shí)時(shí)測量生產(chǎn)場所環(huán)境溫度。二是安全性高、使用壽命長。由于雙金屬溫度計(jì)感溫元件是由金屬片制成，不易受到損壞，外側(cè)保護(hù)管能夠有效避免腐蝕性氣體、潮濕氣體的侵蝕，使雙金屬溫度計(jì)具有很高的安全性能，使用壽命也能夠得到有效保障。三是種類繁多?，F(xiàn)階段，市面上的雙金屬溫度計(jì)種類繁多，結(jié)構(gòu)形式呈多樣化，應(yīng)依據(jù)測溫現(xiàn)場實(shí)際情況科學(xué)合理選取溫度計(jì)種類，以便能夠更好測量溫度，保證測量溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。四是適應(yīng)性強(qiáng)。雙金屬溫度計(jì)的熱電勢受其他因素影響較小，僅受自身熱電極材料影響，所以能夠確保溫度測量穩(wěn)定性，并且雙金屬溫度計(jì)承壓性能強(qiáng)，能夠在不同壓力環(huán)境下測量溫度，使得雙金屬溫度計(jì)具備較強(qiáng)的適應(yīng)性能。五是溫度響應(yīng)速度較快。由于雙金屬溫度計(jì)感溫元件金屬片呈螺旋狀，使得靈敏度大大提升，能夠快速測量顯示出溫度，并且雙金屬溫度計(jì)能夠直觀顯示溫度變化情況。

2.2 雙金屬溫度計(jì)應(yīng)用注意事項(xiàng)

雙金屬溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，為確保雙金屬溫度計(jì)科學(xué)合理使用，應(yīng)充分掌握雙金屬溫度計(jì)應(yīng)用注意事項(xiàng)，從而能夠避免因雙金屬溫度計(jì)使用不當(dāng)造成溫度測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確問題出現(xiàn)，以便能夠確保溫度測量工作質(zhì)量。在使用雙金屬溫度計(jì)過程中，必須注意下面幾點(diǎn)事項(xiàng)：一是需要注意雙金屬溫度計(jì)測量范圍。由于雙金屬溫度計(jì)種類比較多，不同種類雙金屬溫度計(jì)測量溫度范圍也有所差異，在具體使用雙金屬溫度計(jì)時(shí)，應(yīng)合理選用雙金屬溫度計(jì)種類，避免因溫度計(jì)使用不當(dāng)造成溫度計(jì)損壞現(xiàn)象出現(xiàn)。二是應(yīng)確保測量穩(wěn)定性。雙金屬溫度計(jì)在使用安裝時(shí)應(yīng)確保其處于正立位置，不允許倒立放置，并且需要保證測量過程的穩(wěn)定性，不允許測量溫度時(shí)搖晃、振動(dòng)溫度計(jì)，否則會(huì)導(dǎo)致測量溫度值不準(zhǔn)確，使得溫度測量數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映實(shí)際溫度。三是浸入深度要符合規(guī)定要求。在使用雙金屬溫度計(jì)時(shí)，需要合理控制浸入深度，避免浸入太深或者浸入深度不到位造成溫度顯示值不準(zhǔn)確，不利于雙金屬溫度計(jì)測量工作順利開展。

3 雙金屬溫度計(jì)的檢定標(biāo)準(zhǔn)

為了確保雙金屬溫度計(jì)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對雙金屬溫度計(jì)進(jìn)行檢定，以此來確保雙金屬溫度計(jì)各項(xiàng)參數(shù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而能夠保證雙金屬溫度計(jì)測溫工作質(zhì)量和效率。我國早已制定了雙金屬溫度計(jì)檢定方法相關(guān)規(guī)定，近年來也在不斷完善和優(yōu)化雙金屬溫度計(jì)檢定方法，下面就雙金屬溫度計(jì)檢定方法進(jìn)行探討分析。

3.1 雙金屬溫度計(jì)的檢定條件

雙金屬溫度計(jì)的檢定需要一定的檢定條件，首先，需要確保檢定所用設(shè)備及檢定工作環(huán)境符合國家有關(guān)規(guī)定，以此能夠確保溫度測量工作高效順利開展。其次，還需要雙金屬溫度計(jì)檢定工作人員嚴(yán)格按照國家頒布計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行測量操作，規(guī)范測量操作行為，從而能夠?yàn)殡p金屬溫度計(jì)測量檢定提供良好檢定環(huán)境。最后，應(yīng)合理控制雙金屬溫度計(jì)在檢定環(huán)境溫度，確保檢定工作環(huán)境溫度保持在15~35 ℃，并且對檢定環(huán)境濕度也有一定要求，檢定環(huán)境濕度不得超過85%，以便能夠有效確保雙金屬溫度計(jì)溫度測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 雙金屬溫度計(jì)的檢定標(biāo)準(zhǔn)

雙金屬溫度計(jì)使用過程中，需要參照國家計(jì)量檢定規(guī)程，將雙金屬溫度計(jì)準(zhǔn)確度與誤差控制在合理范圍內(nèi)，以便能夠規(guī)范雙金屬溫度計(jì)檢定工作流程，從而能夠提高溫度測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。表1所示內(nèi)容為雙金屬溫度計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)與最大允許誤差。

表1 雙金屬溫度計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)與最大允許誤差

3.3 雙金屬溫度計(jì)的檢定儀器

在進(jìn)行雙金屬溫度計(jì)檢定工作時(shí)，還需要合理化、標(biāo)準(zhǔn)化地選取檢定儀器，其中溫度計(jì)主要包括二等水銀溫度計(jì)、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)等。其他檢定設(shè)備主要包括酒精低溫槽、水槽、冰點(diǎn)槽、油槽等恒溫槽，選用5~10倍的放大鏡，配備0.02級(jí)低電勢電位差計(jì)及相應(yīng)的電測設(shè)備。恒溫槽溫場具體要求應(yīng)符合表2。

表2 恒溫槽溫場具體要求

3.4 雙金屬溫度計(jì)的檢定項(xiàng)目

雙金屬溫度計(jì)檢定項(xiàng)目比較多，主要包括外觀、示值誤差、角度調(diào)整誤差、回差、重復(fù)性、設(shè)定點(diǎn)誤差、切換差、切換重復(fù)性、熱穩(wěn)定性、絕緣電阻。這些檢查項(xiàng)目在首次檢定、使用中檢定、后續(xù)檢定中要求有所不同，所有檢查項(xiàng)目在首次檢定中的必須檢查，只有重復(fù)性、切換重復(fù)性、熱穩(wěn)定性在使用中檢定、后續(xù)檢定中可以依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選檢，其他項(xiàng)目都必須在使用中檢定、后續(xù)檢定中進(jìn)行檢查。

4 雙金屬溫度計(jì)檢定方法的探索

4.1 外觀檢查

在開展雙金屬溫度計(jì)檢定時(shí)，首先需要檢查溫度計(jì)的外觀，確保溫度計(jì)外觀完好無損、光滑整潔，各零部件牢固無松動(dòng)，并且需要確保各個(gè)儀器銜接處能夠牢固連接，連接處無腐蝕或者松動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)需要檢查溫度計(jì)度盤，查看度盤表面刻數(shù)是否完整無缺。另外，為確保溫度數(shù)值讀數(shù)清晰明了，需要全面仔細(xì)清洗儀器，確保儀器干凈，從而能夠提高測溫?cái)?shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性。還需注意的是在儀器安裝過程中，應(yīng)合理控制指針與度盤之間的距離，兩者之間距離不能太近也不能太遠(yuǎn)，應(yīng)將距離控制在5 mm范圍內(nèi)。除此之外，必須檢查溫度計(jì)的詳細(xì)信息是否記載在溫度計(jì)的表盤上，并且需要檢查字跡是否清晰完整。

4.2 示值誤差檢查

在雙金屬溫度計(jì)使用過程中，需要檢查雙金屬溫度計(jì)的浸沒長度，確保溫度計(jì)長度符合實(shí)際測溫需求。通常情況下溫度計(jì)是全浸入狀態(tài)，對于有特殊要求的情況下，工作人員應(yīng)依據(jù)實(shí)際測溫需求和儀器安裝規(guī)定合理控制浸入長度。當(dāng)雙金屬溫度計(jì)首次檢定時(shí)，應(yīng)均勻設(shè)置檢定點(diǎn)，并確保檢定點(diǎn)數(shù)量不少于4個(gè)，而后續(xù)檢定可以設(shè)置3個(gè)檢定點(diǎn)。另外，在開展上下限值測量工作時(shí)，檢定工作只需開展單向行程的，并且需要檢查單向行程上的每一個(gè)點(diǎn)，之后將被檢查溫度計(jì)放入恒溫槽，將其數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)數(shù)值進(jìn)行對比，被檢溫度計(jì)示值減去標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值的修正值就是示值誤差。

4.3 角度調(diào)整誤差與回差檢查

在開展雙金屬溫度計(jì)檢定工作時(shí)，還需要重視角度調(diào)整誤差與回差檢查，應(yīng)確保在室內(nèi)環(huán)境溫度下進(jìn)行檢查，對于角度調(diào)整誤差檢查，要求顯示的誤差應(yīng)在最大允許誤差規(guī)定范圍內(nèi)，也就是不超過量程的1.0%。在進(jìn)行角度調(diào)整誤差檢查時(shí)，也可以同時(shí)開展回差檢查，同樣要求回差的誤差應(yīng)在最大允許誤差規(guī)定范圍內(nèi)，也就是不大于最大允許誤差的1.5倍。

4.4 重復(fù)性檢查

在開展雙金屬溫度計(jì)檢定工作時(shí)，一個(gè)檢定點(diǎn)可能會(huì)重復(fù)檢查多次，重復(fù)檢查次數(shù)至少大于3次，重復(fù)檢查會(huì)對雙金屬溫度計(jì)結(jié)構(gòu)性能造成不利影響，所以需要合理控制檢定點(diǎn)的檢查次數(shù)，將重復(fù)性檢查最大允許誤差絕對值控制在1/2以內(nèi)。需要注意的是重復(fù)性檢查是選檢項(xiàng)目，工作人員應(yīng)依據(jù)實(shí)際測量情況可以選擇檢查，也可以選擇不檢查。

4.5 設(shè)定點(diǎn)誤差檢查

當(dāng)首次進(jìn)行雙金屬溫度計(jì)檢定工作時(shí)，應(yīng)按照實(shí)際測量情況和儀器安裝調(diào)試說明書合理確定溫度計(jì)量程，量程設(shè)定點(diǎn)分別為0.1、0.5、0.9，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)誤差檢查。在雙金屬溫度計(jì)后續(xù)檢定時(shí)，可以選擇其中一個(gè)設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)誤差檢查，并且需要將設(shè)定點(diǎn)誤差控制在最大允許誤差的1.5倍之內(nèi)。

4.6 切換差檢查

雙金屬溫度計(jì)檢定工作中，切換差的檢查也是檢定工作重要組成部分，切換差是指同一個(gè)設(shè)定點(diǎn)上下切換值之間的差值。當(dāng)首次進(jìn)行雙金屬溫度計(jì)切換差檢定時(shí)，可與設(shè)定點(diǎn)誤差檢查一同開展，同樣將切換差誤差控制在最大允許誤差的1.5倍之內(nèi)。需要注意的是絕緣電阻檢查只適用于電接點(diǎn)溫度計(jì)。

4.7 切換重復(fù)性檢查

切換重復(fù)性檢查也是一項(xiàng)重要的雙金屬溫度計(jì)檢定項(xiàng)目，這項(xiàng)檢定項(xiàng)目在設(shè)定點(diǎn)基礎(chǔ)上開展的，分別計(jì)算出該點(diǎn)上切值之間和下切值之間的最大差值，綜合以上計(jì)算出最大差值，要求切換重復(fù)性檢查誤差不能大于最大允許誤差絕對值的1/2。

4.8 熱穩(wěn)定性檢查

在開展雙金屬溫度計(jì)檢定工作時(shí)，還需重視熱穩(wěn)定性的檢查，熱穩(wěn)定性檢查需要經(jīng)過兩次檢查，第一次檢查具體要求如下；將雙金屬溫度計(jì)放入恒溫槽后，當(dāng)恒溫槽溫度設(shè)置為300 ℃，確保溫度計(jì)在其中持續(xù)放置24 h；當(dāng)恒溫槽溫度設(shè)置為400 ℃，確保溫度計(jì)在其中持續(xù)放置12 h；當(dāng)恒溫槽溫度設(shè)置為500 ℃，確保溫度計(jì)在其中持續(xù)放置4 h。在第一次檢查期間，需要合理控制上限溫度的波動(dòng)范圍，不得超過2 ℃。接著將雙金屬溫度計(jì)冷卻，開展第二次熱穩(wěn)定性檢查，經(jīng)過兩次熱穩(wěn)定性檢查，能夠提升熱穩(wěn)定性檢查的準(zhǔn)確性。要求熱穩(wěn)定性檢查示值誤差控制在最大允許誤差內(nèi)。

4.9 絕緣電阻檢查

絕緣電阻檢查也是雙金屬溫度計(jì)檢定工作中重要檢查項(xiàng)目之一，在進(jìn)行絕緣電阻檢查時(shí)，需要使用絕緣電阻表分別測量各輸出端子之間、輸出端子與接地端子之間的絕緣電阻。當(dāng)額定電壓為24 DC/V，直流試驗(yàn)電壓為100/V時(shí)，絕緣電阻應(yīng)為7/MΩ；當(dāng)額定電壓為220 AC/V，直流試驗(yàn)電壓為500/V時(shí)，絕緣電阻應(yīng)為20/MΩ，需要注意的是絕緣電阻檢查只適用于電接點(diǎn)溫度計(jì)。

4.10 數(shù)據(jù)結(jié)果處理和歸檔

當(dāng)雙金屬溫度計(jì)檢定工作完成后，需要按照相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而可以有效判定儀器是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)，通過檢定的儀器方可出具合格證書，沒有通過檢定的儀器出具檢定結(jié)果通知書。另外，應(yīng)做好雙金屬溫度計(jì)檢定數(shù)據(jù)的歸檔工作，將原始記錄進(jìn)行歸檔留存。

5 總結(jié)

綜上所述，雙金屬溫度計(jì)操作簡單、使用壽命長，并且具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、抗壓性及適應(yīng)性，可以在不同壓力條件和不同環(huán)境溫度下測量溫度，廣泛應(yīng)用在我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，所以必須做好雙金屬溫度計(jì)檢鑒定工作，按照國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，確保雙金屬溫度計(jì)外觀完好無損，各項(xiàng)檢查項(xiàng)目誤差在最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，從而能夠保證雙金屬溫度計(jì)測量溫度的準(zhǔn)確性。