液体玻璃温度计原理

2021-08-26

液体玻璃温度计原理


玻璃温度计中的液体是最常用的测量温度的设备,制造成本低且易于使用。

玻璃温度计中的液体具有连接到密封玻璃管(也称为杆或毛细管)的玻璃球部。

一个非常薄的开口,称为孔,存在于球部并向下延伸到管子的中心。

球室通常充满水银或红色酒精,当温度升高时可以自由膨胀并上升到管中,并在温度降低时收缩并向下移动。

在液体玻璃温度计 (LIG) 中,热敏元件是包含在刻度玻璃外壳中的液体。

用于测量温度的原理是液体的表观热膨胀原理。

典型的玻璃液体温度计如下图所示。

玻璃管的背景覆盖着白色的搪瓷,玻璃管的正面形成一个放大镜,放大了液柱,便于读取温度。

在下图(左)中,描绘了一个全玻璃温度计,其刻度刻在杆上。

玻璃温度计中的液体易碎,对于工业用途,温度计安装在保护外壳中,刻度刻在作为保护壳一部分的单独板上。

工业温度计如下图所示。

液体玻璃温度计 维连电子

它主要包括:

●一种球部,用作功能液体的容器,可以轻松膨胀或收缩容量。
●阀杆,“包含与球部相连的细小毛细管的玻璃管,并在底部扩大为部分充满工作液体的球部”。
●基本上预先设置或印在阀杆上的温度刻度,用于显示温度读数。
●参考点,即校准点,最常见的是冰点。
●一种工作液体,通常是汞或酒精。
●一种惰性气体,主要是氩气或氮气,填充在水银上方的温度计内以减少其挥发。

玻璃温度计中使用的液体

玻璃温度计中使用的液体 维连电子

好处

以下是与使用玻璃液体温度计相关的主要优势:

●它们比其他温度测量设备相对便宜。
●它们使用起来很方便。
●与电子温度计不同,它们不需要电源或电池来充电。
●它们可以经常应用于存在电力问题的地区。
●它们提供了非常好的重复性并且它们的校准不受影响。

限制

玻璃液体温度计的使用也包括以下限制:

●它们被认为不适用于涉及极高或极低温度的应用。
●它们不能应用于需要高精度结果的区域。
●与电子温度计相比,它们非常脆弱和脆弱。因此,处理它们时必须格外小心,因为它们很可能会破裂。
●此外,他们无法提供数字化和自动化的结果。因此,它们的使用仅限于仅手动读数就足够的区域,例如家用温度计。
●“取出后应立即记录温度读数,因为玻璃温度计会受到环境温度、握持它的手产生的热量、清洁等的影响。应记录该温度,因为玻璃温度计不提供测量值的召回温度。”
●通过玻璃液体温度计读取温度需要明亮的视力。
●包含在玻璃温度计中的液体元素可能会由于潜在的化学物质泄漏而对健康有害或有风险。
●这些温度计以摄氏度或华氏度显示温度。因此,如果需要以某种其他比例读取温度,则需要进行温度转换。

玻璃温度计中的液体类型
有两种主要类型的玻璃液体温度计,如下所述:

1水银温度计
2酒精温度计

水银温度计

这种类型的温度计是由一位名叫Daniel Gabriel Fahrenheit的德国物理学家开发的 。

它由填充在玻璃管中的液体汞组成。在玻璃管的主体上,提供了便于读取温度的校准标记。

在温度计的一端形成一个球部,其中包含最大部分的水银。

这种水银尺寸的膨胀和收缩在玻璃管的极细孔中进一步增加。它有助于提高温度计的灵敏度。

通常,水银上方的区域充满惰性气体,如氮气。但是,该区域也可以疏散。

可以使用各种类型的玻璃水银温度计。“最高温度计是一种独特的水银温度计,其功能是在靠近球部的颈部收缩。

随着温度升高,膨胀力迫使汞向上通过收缩。当温度降低时,水银柱在收缩处破裂,无法返回球部,将在管中保持静止。”

借助最高温度计,人们可以测量预定时间跨度内的最高温度。

重置最高温度计是一个非常简单的过程,只需要快速摆动温度计。

汞的凝固点为 – 38.83°C,此时它会凝固。然而,它不会在凝固时导致膨胀,因此不会有温度计管玻璃破裂的危险。

每当温度升高时,填充在玻璃管中汞上方的氮气通常会从柱子上下来并卡在那里。

这整个动作可能会影响温度计的功能。为了避免这种困难,当温度降至 – 37°C 时,必须设法将水银温度计放入内部。

在温度上限为 – 38.83°C 的地区,可以使用凝固点为 – 61.1°C 的汞铊合金温度计。

酒精温度计

在许多应用中,酒精温度计正在取代水银温度计。

他们使用酒精作为玻璃管中的液体。酒精温度计的测温范围从115°C到785°C,前者为酒精的凝固点,后者为酒精的沸点。

用于获取环境温度读数的典型温度计需要具有 -20°F 至 120°F 的温度范围,即 -30°C 至 50°C。

酒精是一种挥发性物质,可能会因机械冲击而导致温度计中的色谱柱分离。

然后可以通过使温度计落在用大量纸张包裹的木质表面上来再次连接柱子。“将温度计保持在垂直位置,球部端朝下,距离覆盖有纸的木材表面 4 到 6 英寸,然后放下。

温度计球部碰到纸后,用另一只手抓住温度计以防止破损。少量酒精可能会附着在酒精柱上方的毛细管部分。”

温度计的高温部分可以在白炽灯下加热,这会将酒精带到柱子上。

也可以将温度计垂直安装过夜,这将使酒精回流到色谱柱。

该温度计不应与分开的流体柱一起使用,因为它通常会导致温度测量不正确。

 

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