溫度計
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溫度計（thermometer），是測溫儀器的總稱。根據(jù)所用測溫物質(zhì)的不同和測溫范圍的不同，有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等?！ ?/p>
目錄 |
工作原理
根據(jù)使用目的的不同，已設(shè)計制造出多種溫度計。其設(shè)計的依據(jù)有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象；在定容條件下，氣體（或蒸氣）的壓強因不同溫度而變化；熱電效應(yīng)的作用；電阻隨溫度的變化而變化；熱輻射的影響等。
一般說來，一切物質(zhì)的任一物理屬性，只要它隨溫度的改變而發(fā)生單調(diào)的、顯著的變化，都可用來標志溫度而制成溫度計?！ ?/p>
發(fā)明及改進
最早的溫度計是在1593年由意大利科學(xué)家伽利略(1564～1642)發(fā)明的。他的第一只溫度計是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱，然后把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化，玻璃管中的水面就會上下移動，根據(jù)移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計，受外界大氣壓強等環(huán)境因素的影響較大，所以測量誤差較大。
后來伽利略的學(xué)生和其他科學(xué)家，在這個基礎(chǔ)上反復(fù)改進，如把玻璃管倒過來，把液體放在管內(nèi)，把玻璃管封閉等。比較突出的是法國人布利奧在1659年制造的溫度計，他把玻璃泡的體積縮小，并把測溫物質(zhì)改為水銀，這樣的溫度計已具備了現(xiàn)在溫度計的雛形。以后荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測量物質(zhì)，制造了更精確的溫度計。他觀察了水的沸騰溫度、水和冰混合時的溫度、鹽水和冰混合時的溫度；經(jīng)過反復(fù)實驗與核準，最后把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為0℉，把純水凝固時的溫度定為32℉，把標準大氣壓下水沸騰的溫度定為212℉，用℉代表華氏溫度，這就是華氏溫度計。
在華氏溫度計出現(xiàn)的同時，法國人列繆爾(1683～1757)也設(shè)計制造了一種溫度計。他認為水銀的膨脹系數(shù)太小，不宜做測溫物質(zhì)。他專心研究用酒精作為測溫物質(zhì)的優(yōu)點。他反復(fù)實踐發(fā)現(xiàn)，含有1/5水的酒精，在水的結(jié)冰溫度和沸騰溫度之間，其體積的膨脹是從1000個體積單位增大到1080個體積單位。因此他把冰點和沸點之間分成80份，定為自己溫度計的溫度分度，這就是列氏溫度計。
華氏溫度計制成后又經(jīng)過30多年，瑞典人攝爾修斯于1742年改進了華倫海特溫度計的刻度，他把水的沸點定為100度，把水的冰點定為0度。后來他的同事施勒默爾把兩個溫度點的數(shù)值又倒過來，就成了現(xiàn)在的百分溫度，即攝氏溫度，用℃表示。華氏溫度與攝氏溫度的關(guān)系為℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉-32)。
現(xiàn)在英、美國家多用華氏溫度，德國多用列氏溫度，而世界科技界和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以及我國、法國等大多數(shù)國家則多用攝氏溫度?！ ?/p>
用途及分類
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測溫技術(shù)也不斷地改進和提高。由于測溫范圍越來越廣，根據(jù)不同的要求，又制造出不同需要的測溫儀器。下面介紹幾種。
1、氣體溫度計
多用氫氣或氦氣作測溫物質(zhì)，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近于絕對零度，故它的測溫范圍很廣。這種溫度計精確度很高，多用于精密測量?！ ?/p>
2、電阻溫度計
分為金屬電阻溫度計和半導(dǎo)體電阻溫度計，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導(dǎo)體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。
3、溫差電偶溫度計
是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現(xiàn)電動勢，因而有電流通過回路。通過電學(xué)量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定另一處的溫度。這種溫度計多用銅——康銅、鐵——康銅、鎳銘——康銅、金鈷——銅、鉑——銠等組成。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫，有的能測接近絕對零度的低溫。
4、高溫溫度計
是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計，有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。高溫溫度計的原理和構(gòu)造都比較復(fù)雜，這里不再討論。其測量范圍為500℃至3000℃以上，不適用于測量低溫?！ ?/p>
5、指針式溫度計
是形如儀表盤的溫度計，也稱寒暑表，用來測室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當(dāng)溫度升高時，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(zhuǎn)（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）?！ ?/p>
6、玻璃管溫度計
玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計主要有：煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度相對較高，價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠傳，易碎。
7、壓力式溫度計
壓力式溫度計是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。它是最早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度控制的方法之一。壓力式測溫系統(tǒng)現(xiàn)在仍然是就地指示和控制溫度中應(yīng)用十分廣泛的測量方法。壓力式溫度計的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，不怕震動。價格低廉，不需要外部能源。缺點是：測溫范圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應(yīng)時間較慢；儀表密封系統(tǒng)（溫包，毛細管，彈簧管）損壞難于修理，必須更換；測量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置影響較大，精度相對較低；毛細管傳送距離有限制。壓力溫度計經(jīng)常的工作范圍應(yīng)在測量范圍的1/2--3/4處，并盡可能的使顯示表與溫包處于水平位置。其安裝用的溫包安裝螺栓會使溫度流失而導(dǎo)致溫度不準確，安裝時應(yīng)進行保溫處理，并盡量使溫包工作在沒有震動的環(huán)境中。
8、轉(zhuǎn)動式溫度計
轉(zhuǎn)動式溫度計是由一個卷曲的雙金屬片制成。雙金屬片一端固定，另一端連接著指針。兩金屬片因膨脹程度不同，在不同溫度下，造成雙金屬片卷曲程度不同，指針則隨之指在刻度盤上的不同位置，從刻度盤上的讀數(shù)，便可知其溫度?！ ?/p>
9、半導(dǎo)體溫度計
半導(dǎo)體的電阻變化和金屬不同，溫度升高時，其電阻反而減少，并且變化幅度較大。因此少量的溫度變化也可使電阻產(chǎn)生明顯的變化，所制成的溫度計有較高的精密度，常被稱為感溫器?！ ?/p>
10、熱電偶溫度計
熱電偶溫度計是由兩條不同金屬連接著一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端產(chǎn)生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數(shù)，便可知道溫度為何?！ ?/p>
11、光測高溫計
物體溫度若高到會發(fā)出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種溫度計即為光測溫度計。此溫度計主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路制成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應(yīng)溫度與電流計上的讀數(shù)的關(guān)系。使用時，將望遠鏡對正待測物，調(diào)整電阻，使燈泡的亮度與待測物相同，這時從電流計便可讀出待測物的溫度了?！ ?/p>
12、液晶溫度計
用不同配方制成的液晶，其相變溫度不同，當(dāng)其相變時，其光學(xué)性質(zhì)也會改變，使液晶看起來變了色。如果將不同相變溫度的液晶涂在一張紙上，則由液晶顏色的變化，便可知道溫度為何。此溫度計之優(yōu)點是讀數(shù)容易，而缺點則是精確度不足，常用于觀賞用魚缸中，以指示水溫?！ ?/p>
溫度測量儀表的精度等級和分度值
儀表名稱 精度等級 分度值,℃（攝氏度）
雙金屬溫度計 1，1.5，2.5 0.5~20
壓力式溫度計 1，1.5，2.5 0.5~20
玻璃液體溫度計 0.5~2.5 0.1~10
熱電阻 0.5~3 1~10
熱電偶 0.5~1 5~20
光學(xué)高溫計 1~1.5 5~20
輻射溫度計（熱電堆） 1.5 5~20
部分輻射溫度計 1~1.5 1~20
比色溫度計 1~1.5
實驗室溫度計的使用
在使用溫度計測量液體的溫度時，正確的方法如下:
1.先觀察量程,分度值和0點,所測液體溫度不能超過量程；
2.溫度計的玻璃泡全部浸入被側(cè)的液體中，不要碰到容器底或容器壁；
3.溫度計玻璃泡浸入被測液體后要稍等一會，待溫度計的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)；
4.讀數(shù)時溫度計的玻璃泡要繼續(xù)留在液體中，視線要與溫度計中液柱的上表面相平。
注意:在測溫前千萬不要甩
紅外測溫儀的相關(guān)知識
*紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)，光電探測器，信號放大器及信號處理.顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。
使用紅外測溫儀的益處
*便捷!紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點的時間內(nèi)，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實.輕巧.（都輕于10盎司），且不用時易于放在皮套中。所以當(dāng)你在工廠巡視和日常檢驗工作時都可攜帶。
*精確! 紅外測溫儀的另一個先進之處是精確，通常精度都是1度以內(nèi)。這種性能在你做預(yù)防性維護時特別重要，如監(jiān)視惡劣生產(chǎn)條件和將導(dǎo)致設(shè)備損壞或停機的特別事件時。因為大多數(shù)的設(shè)備和工廠運轉(zhuǎn)365天，停機等同于減少收入，要防止這樣的損失，通過掃描所有現(xiàn)場電子設(shè)備-斷路器.變壓器.保險絲.開關(guān).總線和配電盤以查找熱點。用紅外測溫儀，你甚至可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍。
*安全! 安全是使用紅外測溫儀最重要的益處。不同于接觸測溫儀，紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標溫度 ，你可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進行，像蒸汽閥門或加熱爐附近，他們不需在冒接觸測溫時一不留神就燒傷手指的風(fēng)險。高于頭頂25英尺的供/回風(fēng)口溫度的精確測量就象在手邊測量一樣容易。Raytek紅外測溫儀都有激光瞄準，便于識別目標區(qū)域。有了它你的工作變的輕松多了。
紅外測溫儀使用的主要領(lǐng)域在哪里
- 紅外測溫儀已被證實是檢測和診斷電子設(shè)備故障的有效工具。可節(jié)省大量開支，用紅外測溫儀，你可連續(xù)診斷電子連接問題和通過查找在DC電池上的輸出濾波器連接處的熱點，以檢測不間斷電源（UPS）的功能狀態(tài)，你可檢驗電池組件和功率配電盤接線端子，開關(guān)齒輪或保險絲連接，防止能源消耗；由于松的連接器和組合會產(chǎn)生熱，紅外測溫儀有助于識別回路中斷器的絕緣故障.或監(jiān)視電子壓縮機；日常掃描變壓器的熱點可探測開裂的繞組和接線端子。
如何用紅外測溫儀測量溫度
- 下列為Raytek非接觸測溫儀的三種測溫技術(shù)：
點測量：測定物體全部表面溫度，像發(fā)動機或其他設(shè)備
溫差測量：比較兩個獨立點的測量溫度，像連接器或斷路器
掃描測量：探測在寬的區(qū)域或連續(xù)區(qū)域目標變化。象制冷管線或配電室?！ ?/p>
選擇紅外測溫儀主要考慮
- 溫度范圍: Raytek產(chǎn)品的溫度范圍為-50~3000度（分段），每種型號的測溫儀都有其特定的測溫范圍。所選儀器的溫度范圍應(yīng)與具體應(yīng)用的溫度范圍相匹配。
- 目標尺寸: 測溫時，被測目標應(yīng)大于測溫儀的視場，否則測量有誤差。建議被測目標尺寸超過測溫儀視場的50%為好。
- 光學(xué)分辨率（D:S）: 即測溫儀探頭到目標直徑之比。如果測溫儀遠離目標，而目標又小，應(yīng)選擇高分辨率的測溫儀?！ ?/li>
精確測量溫度技巧
- 當(dāng)測量發(fā)光物體表面溫度時，如鋁和不銹鋼，表面的反射會影響紅外測溫儀的讀數(shù)。在讀取溫度前，可在金屬表面放一膠條，溫度平衡后，測量膠條區(qū)域溫度。
- 要想紅外測溫儀可從廚房到冷藏區(qū)來回走動仍能提供精確的溫度測量，就要在新環(huán)境下經(jīng)過一段時間以達到溫度平衡后再測量。最好將測溫儀放在經(jīng)常使用的場所。
- 用紅外測溫儀讀取流體食品的內(nèi)部溫度，像湯或醬，必須攪動，然后就可測表面溫度。使測溫儀遠離蒸汽，以避免污染透鏡，導(dǎo)致不正確的讀數(shù)。
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