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玻璃溫度計(jì)
glass themometer
用于測量溫度的玻璃儀器。簡稱溫度計(jì)。一般采用孔徑均勻的玻璃毛細(xì)管制成。管的外壁標(biāo)有刻度，一端封閉,另一端焊接感溫泡,內(nèi)盛膨脹系數(shù)大于玻璃的水銀(又稱汞)、酒精等感溫液體。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，感溫液體體積隨之變化，造成毛細(xì)管中液柱升降。根據(jù)液頂標(biāo)度讀出溫度值。玻璃溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準(zhǔn)確。
17世紀(jì)初，出現(xiàn)開口的充水溫度計(jì)。1611年伽利略用酒精代替水作感溫液體。1665年R.博伊爾*次制成封閉溫度計(jì)。1693年E.布瓦洛用水銀作感溫液體。1714年，德國物理學(xué)家D.G.華倫海特制成作為溫度標(biāo)準(zhǔn)的玻璃水銀溫度計(jì)。他以氯化銨與水的混合物的溫度為 0度，以冰水混合物(冰點(diǎn))的溫度為32度,以水的沸點(diǎn)為212度，在冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間等分180格,每1等分記為1°F,稱華氏溫標(biāo)。美國和加拿大現(xiàn)仍使用華氏溫標(biāo)。1742年，瑞典天文學(xué)家A.攝爾西烏斯將冰點(diǎn)定為100度，水沸點(diǎn)定為0度，其間等分100格，每1等分記為1°C，1745年，瑞典的 C.von林奈將這兩個固定點(diǎn)顛倒過來，稱攝氏溫標(biāo)。規(guī)定用 t代表實(shí)用攝氏溫度。現(xiàn)在世界上大多數(shù)人使用這個溫標(biāo)。1848年，英國人開爾文提出以熱力學(xué)第二定律為理論基礎(chǔ)的熱力學(xué)溫標(biāo)，又稱溫標(biāo)。它以-273.15℃為溫度零，單位為開爾文(K),規(guī)定用T代表熱力學(xué)溫度。開爾文 (K)與攝氏度(℃)等分*相同。3種溫標(biāo)的換算關(guān)系是：
[33-01] 例如水的沸點(diǎn)為攝氏100℃，華氏為212°F,溫度為373.15K(圖1[攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)和溫標(biāo)對應(yīng)圖] )。
種類 玻璃溫度計(jì)由感溫泡、毛細(xì)管、標(biāo)度線、中間泡和安全泡等部分組成。按基本結(jié)構(gòu)形式分為棒式和內(nèi)標(biāo)式兩種（圖2[ 玻璃溫度計(jì)構(gòu)造] ）。感溫泡中盛裝感溫液體，感溫液體受熱后沿毛細(xì)管內(nèi)孔上升，按標(biāo)度線指示的液面即得出溫度值。高溫溫度計(jì)中需設(shè)中間泡，以增高測溫起點(diǎn)。安全泡設(shè)于毛細(xì)管頂端，當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍時,感溫液體進(jìn)入安全泡,以免漲壞毛細(xì)管。玻璃溫度計(jì)還可按用途分為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)、量熱溫度計(jì)等多種（見表[玻璃溫度計(jì)種類] ）。
溫度計(jì)玻璃 為了指示溫度準(zhǔn)確，溫度計(jì)玻璃應(yīng)具備以下性質(zhì)：①熱后效應(yīng)小。熱后效應(yīng)是溫度計(jì)玻璃經(jīng)受溫度變化后，感溫泡不能保持原狀的現(xiàn)象，使用時零點(diǎn)會出現(xiàn)上升或下降。造成零點(diǎn)上升的原因是：標(biāo)定零點(diǎn)時，玻璃尚未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，致使使用時玻璃結(jié)構(gòu)仍在不斷改變，感溫泡不斷縮小。解決方法是陳化后重新定標(biāo)。造成零點(diǎn)下降的原因是：玻璃成分不適宜，感溫泡經(jīng)一定時間后體積變大。解決方法是采用單一的鈉或鉀作玻璃中的堿金屬成分。②具有熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。③燈工性能良好。玻璃的粘度應(yīng)適宜于燈工操作，在火焰中反復(fù)加熱時，玻璃表面不得發(fā)生失透現(xiàn)象。④機(jī)械強(qiáng)度高。特別是高使用溫度在 400℃以上的溫度計(jì)應(yīng)具備優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，以保證在高內(nèi)壓下體積恒定。
現(xiàn)一般用德國 1885年創(chuàng)制的耶那 16Ⅲ玻璃制造高使用溫度在 360℃以下溫度計(jì)，用硼硅酸鹽玻璃制造500℃以下溫度計(jì)，用鋁硅酸鹽玻璃制造650℃以下溫度計(jì)。
制造 包括制坯、灌液、定標(biāo)、刻度4個步驟。①制坯：首先在毛細(xì)管玻璃料中吸入一定量汞，根據(jù)汞柱長度和粗細(xì)度選取孔徑適合和均勻的毛細(xì)管。燈工焊接感溫泡，對感溫泡容積進(jìn)行定量并封沒。用稀酸清洗污附物后烘干。后退火和陳化。②灌液：將毛細(xì)管和感溫泡抽真空，灌入經(jīng)過清洗與蒸餾處理的純凈汞或其他感溫液體，經(jīng)加熱清除殘存空氣并溢出多余汞。充入干凈保護(hù)氣體（氮或氫）并封閉頂端。③定標(biāo)：將經(jīng)上述步驟的溫度計(jì)置入恒溫裝置,在其上限溫度下長時間（72h以上）處理，然后參照標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)在恒溫槽中劃線定標(biāo)。棒式溫度計(jì)定在毛細(xì)管玻璃棒上；內(nèi)標(biāo)式溫度計(jì)定在乳白玻璃標(biāo)度板上 定標(biāo)恒溫槽有低溫槽（0℃以下）、冰點(diǎn)槽(0℃)、水槽(70～95℃)、水沸點(diǎn)槽(100℃)、油槽(75～300℃)和鹽槽(300～600℃)等多種。④刻度:在定標(biāo)后的溫度計(jì)玻璃棒或標(biāo)度板上涂以蠟層，用刻度機(jī)刻劃度線，再用氫氟酸腐蝕被刻去蠟層的玻璃表面。用熱水洗凈蠟層，刻度數(shù)字和標(biāo)志等便清晰可見。寒暑表、體溫計(jì)等也有采用木板、紙板或鋁板等刻印的。 |
