金子豪

組成工業(yè)用雙金屬溫度計(jì)的主要元件是金屬片，由兩種以上的金屬片疊壓起來(lái)構(gòu)成的，其工作原理是利用不同金屬片對(duì)溫度的不同感應(yīng)而引發(fā)的不同膨脹程度來(lái)進(jìn)行的。當(dāng)一端的金屬片受熱膨脹時(shí)，指針就會(huì)發(fā)生變化，從而能夠測(cè)量出環(huán)境的溫度。由于雙金屬溫度計(jì)的構(gòu)成決定，具備無(wú)汞害、易讀數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其在使用中對(duì)水、腐蝕以及震動(dòng)都有較好的抗性，同時(shí)也無(wú)需供電就能夠工作，能夠在不同環(huán)境下進(jìn)行良好地工作。在實(shí)際使用中，雙金屬溫度計(jì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性是衡量其工作結(jié)果的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要定期對(duì)其進(jìn)行檢定，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的誤差，以便保障其測(cè)溫的準(zhǔn)確性。而雙金屬溫度計(jì)的檢定步驟非常繁瑣，為了方便檢定，本文在遵循檢定規(guī)程的原則，對(duì)檢定步驟進(jìn)行了改進(jìn)，具體如下。

1 雙金屬溫度計(jì)的構(gòu)成及工作原理

1.1 雙金屬溫度計(jì)的構(gòu)成

雙金屬溫度計(jì)的組成部件較多，主要有保護(hù)管、活動(dòng)端、指針、指針軸、表殼、度盤(pán)等。感知溫度的原件主要是疊壓組成多層金屬片，從而就能夠?qū)鉁氐倪B續(xù)變化進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。大多數(shù)雙金屬溫度計(jì)的金屬片原件呈螺旋狀，這樣就能夠保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 雙金屬溫度計(jì)的工作原理

在實(shí)際使用過(guò)程中，由于用來(lái)測(cè)溫的金屬片膨脹系數(shù)存在一定差異，在受到不同環(huán)境溫度的影響時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生膨脹，感溫原件的體積就會(huì)發(fā)生變化。雙金屬溫度計(jì)就是利用這種原理來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的，金屬片組成的感溫元件與指針連接，測(cè)溫時(shí)，一旦進(jìn)行位移實(shí)際變化或者氣溫出現(xiàn)線性關(guān)系時(shí)，感溫元件的體積就會(huì)出現(xiàn)變化，指針也隨之變化，從而測(cè)出環(huán)境的溫度。

2 雙金屬溫度計(jì)的特點(diǎn)

雙金屬溫度計(jì)的最大特點(diǎn)是感溫原件對(duì)溫度的敏感性較高，因此，與普通金屬溫度計(jì)相比來(lái)說(shuō)，雙金屬溫度計(jì)的反應(yīng)速度較快，穩(wěn)定性較高。同時(shí)，雙金屬溫度計(jì)在外形上體積小，攜帶和使用都非常方便，能夠適應(yīng)不同場(chǎng)合的溫度測(cè)量，線性度較高。正因?yàn)槿绱耍p金屬溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的使用普及率較高。其特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：

圖1 雙金屬溫度計(jì)

圖2 雙金屬溫度計(jì)檢定裝置

（1）熱電勢(shì)不受干擾。熱電勢(shì)經(jīng)常會(huì)受到其他因素的干擾，而雙金屬溫度計(jì)則可以有效避免這個(gè)問(wèn)題，其熱電勢(shì)是由相自身熱電極材料的熱電性質(zhì)與兩端溫度差決定的，具備較高的穩(wěn)定性，能適應(yīng)多種環(huán)境的溫度測(cè)量。

（2）雙金屬溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式較多，體積較小，攜帶方便，且能夠適應(yīng)不同場(chǎng)景的不同要求。

（3）雙金屬溫度計(jì)的感溫原件對(duì)溫度的敏感性較強(qiáng)，對(duì)溫度的相應(yīng)速度快，能夠快速地進(jìn)行溫度測(cè)量，對(duì)溫度的變化有非常直觀的反應(yīng)。

（4）雙金屬溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，構(gòu)成原件大多為金屬，耐用性大，在化工生產(chǎn)溫度檢測(cè)中能夠長(zhǎng)期使用。

（5）防腐性較強(qiáng)。由于雙金屬溫度計(jì)經(jīng)常應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的溫度測(cè)量，其保護(hù)管材能夠?qū)赡芙佑|到的具有腐蝕性的液體、氣體等起到很好的防腐作用，能夠有效避免因環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致的腐蝕，保障測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。

（6）較好承壓性。雙金屬溫度計(jì)能夠在不同壓力的環(huán)境中工作，且能夠保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

此外，雙金屬溫度計(jì)還具有電導(dǎo)率較高、電阻溫度系數(shù)較小、熱電勢(shì)與溫度間呈線性關(guān)系、線性度好等特點(diǎn)。

雙金屬溫度計(jì)雖然具有諸多特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但在使用的過(guò)程中需要全面掌握其使用的各種規(guī)范，從而提高其使用的科學(xué)性和合理性，保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免由于人為的操作問(wèn)題對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。在使用過(guò)程中，需要注意的事項(xiàng)包括以下幾點(diǎn)：

（1）不同類(lèi)型的雙金屬溫度計(jì)其應(yīng)用范圍也不一樣，在實(shí)際使用中，需要充分了解雙金屬溫度計(jì)適用的測(cè)溫范圍，一旦使用不當(dāng)?shù)脑捯环矫鏁?huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，同時(shí)還有損壞雙金屬溫度計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）在實(shí)際操作中，雙金屬溫度計(jì)必須保持正立，不得傾斜和倒立，除了一些抗震效果較強(qiáng)的雙金屬溫度計(jì)外，其他類(lèi)型的在使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免振動(dòng)，以免對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。

（3）在使用過(guò)程中，雙金屬溫度計(jì)的浸人深度有著嚴(yán)格的規(guī)范要求，一旦超過(guò)的話就會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確度。

3 雙金屬溫度計(jì)的檢定方法

3.1 檢定條件

在對(duì)雙金屬溫度計(jì)進(jìn)行檢定時(shí)，要嚴(yán)格符合相關(guān)環(huán)境條件要求，溫度需要保持在15℃～35℃之間，環(huán)境的濕度要控制在85%之下。

3.2 檢定標(biāo)準(zhǔn)

雙金屬溫度計(jì)的檢定必須按照相關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行，目前參照的標(biāo)準(zhǔn)為中國(guó)計(jì)量出版社出版的《JJG226-2001雙金屬溫度計(jì)計(jì)量檢定規(guī)程》。同時(shí)，檢定的時(shí)候允許有一定的誤差范圍，具體見(jiàn)表1。

表1 雙金屬溫度計(jì)最大允許誤差及對(duì)應(yīng)等級(jí)

3.3 檢定儀器

雙金屬溫度計(jì)的檢定儀器裝置是保障檢定工作順利完成的重要條件，儀器裝置的選擇必須科學(xué)合理，常用的檢定儀器裝置包括二等標(biāo)準(zhǔn)汞基溫度計(jì)、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)、二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)。同時(shí)，冰點(diǎn)槽、恒溫槽、電測(cè)設(shè)備、放大鏡、兆歐表等配套裝置的選擇也應(yīng)保證其科學(xué)合理。

3.4 檢定項(xiàng)目

雙金屬溫度計(jì)的檢定項(xiàng)目包含多個(gè)，具體見(jiàn)表2。

表2 雙金屬溫度計(jì)檢定項(xiàng)目

3.5 檢定注意事項(xiàng)

為了保障雙金屬溫度計(jì)檢定的順利進(jìn)行，在檢定過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)方面。

3.5.1 外觀檢查要求

在對(duì)雙金屬溫度計(jì)外觀進(jìn)行檢查時(shí)，必須要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：構(gòu)成原價(jià)牢固不松動(dòng)、表面整潔光滑，銜接緊密無(wú)腐蝕痕跡；溫度計(jì)玻璃整潔、刻線完整，對(duì)讀數(shù)不會(huì)產(chǎn)生影響；檢查時(shí)指針要與度盤(pán)保持適當(dāng)距離（≦5mm），不可太近或太遠(yuǎn)；溫度計(jì)的表盤(pán)可清晰顯示溫度計(jì)的詳細(xì)信息。

3.5.2 示值誤差檢查要求

在實(shí)際使用中，溫度計(jì)的浸沒(méi)長(zhǎng)度按照相關(guān)要求應(yīng)是全部浸沒(méi)，如果遇到特殊要求，則要參照說(shuō)明書(shū)結(jié)合實(shí)際情況而定。如果溫度計(jì)是第一次檢定，那么必須要有四個(gè)以上的檢定點(diǎn)，如果不是首次檢定，則檢定點(diǎn)可以為三個(gè)，但檢定點(diǎn)必須要保持均勻分布。同時(shí)，除了上限值和下限值的測(cè)量只做單向行程檢定外，其他位置每一個(gè)點(diǎn)都需要檢查。

3.5.3 角度調(diào)整誤差及回差檢查的要求

角度調(diào)整誤差的檢查在常溫室內(nèi)即可進(jìn)行，但要保證最大允許誤差滿(mǎn)足絕對(duì)值的要求?；夭羁梢院褪局嫡`差同時(shí)進(jìn)行檢查，其要求是誤差不能超過(guò)最大誤差。

3.5.4 重復(fù)性檢查的要求

在進(jìn)行示值誤差和溫度計(jì)回差時(shí)，要對(duì)各設(shè)定的檢定點(diǎn)進(jìn)行至少3次的重復(fù)檢查。對(duì)于雙金屬溫度計(jì)來(lái)說(shuō)，需要將重復(fù)性控制在最大允許誤差絕對(duì)值的1/2以下，同時(shí)，重復(fù)性檢查并不是必檢項(xiàng)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3.5.5 設(shè)定點(diǎn)誤差檢查的要求

對(duì)于第一次檢定的雙金屬溫度計(jì)來(lái)說(shuō)，量程的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該定位在0.1、0.5、0.9三個(gè)設(shè)定點(diǎn)上。在后期的使用以及檢定中，可根據(jù)客戶(hù)的要求允許一個(gè)設(shè)定點(diǎn)以?xún)?nèi)的誤差存在，但該誤差應(yīng)保持在最大允許誤差的1.5倍以下。

3.5.6 切換差檢查的要求

切換差指的是不同切換值之間的差值。如果是第一次檢定的雙金屬溫度計(jì)，由于切換差與設(shè)定點(diǎn)誤差的要求基本一致，所以二者可以同時(shí)進(jìn)行檢查。

3.5.7 切換重復(fù)性檢查的要求

對(duì)于第一次進(jìn)行檢定的雙金屬溫度計(jì)來(lái)說(shuō)，切換重復(fù)性也是必須要檢查的項(xiàng)目。也就計(jì)算同一個(gè)設(shè)定點(diǎn)的上切值之間以及下切值之間的最大差值，并取中間的最大值，切換重復(fù)性的誤差要保持在最大允許誤差的1/2以下。

3.5.8 熱穩(wěn)定性檢查的要求

雙金屬溫度計(jì)的熱穩(wěn)定性檢查需要進(jìn)行倆次。其步驟是：將雙金屬溫度計(jì)插入恒溫槽內(nèi)，保持300℃停留24h，然后升溫到400℃停留12h，再升溫到500℃停留4h，并且要保證檢查期間內(nèi)的溫度上下波動(dòng)不能超過(guò)2℃。第一次檢查完畢后，帶雙金屬溫度計(jì)完全冷卻，按以上步驟在進(jìn)行第二次檢查，觀察并計(jì)算各點(diǎn)的示值誤差，且該誤差要保持在最大允許誤差范圍之內(nèi)。

3.6 檢定周期

雙金屬溫度計(jì)的檢定周期通常保持在1年之內(nèi)，由于受到環(huán)境等因素的影響，需要根據(jù)使用的實(shí)際情況來(lái)確定。

4 結(jié)語(yǔ)

雙金屬溫度計(jì)由于其自身的特點(diǎn)，能夠很好地在不同環(huán)境下工作，且測(cè)溫范圍較大，可以完成最低-80℃，最高500℃的液體蒸汽和氣體的溫度策略工作，是目前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較常用的一種溫度計(jì)。在使用過(guò)程中，由于受到不同因素的影響，需要對(duì)雙金屬溫度計(jì)進(jìn)行定期檢定，才能夠保障其精確性。大多數(shù)必檢項(xiàng)目是參照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行的，通過(guò)檢定的結(jié)果就可以來(lái)判斷雙金屬溫度計(jì)是應(yīng)該校準(zhǔn)還是直接更換，可以有效避免由于測(cè)量結(jié)果精度不夠而導(dǎo)致的一系列負(fù)面影響。