玻璃液体温度计的结构与测量原理

玻璃液体温度计是利用感温液体(水银、酒精、煤油等)在透明玻璃感温泡和毛细管内的热膨胀作用来测最温度的，它广泛应用于工业、农业、科研等部门.是最常用的侧温仪器。玻璃液体温度计具有结构简单、读数直观、使川方便、价格便宜等优点，其测温范围为一100一60090。

　　1结构

　　玻璃液体温度计主要由感温泡、玻璃毛细管和刻度标尺三部分组成，如图2-6所示。当然不同用途的溢度计其结构也不完全相同，如有的温度计在玻璃毛细管七装有安全泡与中间泡。

　　A 感温泡

　　感温泡位于温度计的下端.是玻璃液体沮度汁的感翻部分，可容纳绝大部分的感温液，所

　　以也称为贮液泡。感温泡直接由玻璃毛细管加工制成(称拉泡)或由焊接一段薄壁玻璃管制成(称接泡)。

　　B玻璃毛细管

　　玻璃毛细管是连接在感沮泡上的中空细玻璃管，感溢液体随温度变化在其内上下移动。

　　C标尺

　　标尺用来表明所测温度的高低，其上标有数字和M度单位符号。可将表示标尺的分度线直

　　接刻在毛细管表面，或单独刻在白瓷板上衬托在毛细管背面。

　　D安全泡

　　安全泡是指位于玻璃毛细管顶端的扩大泡，其容积大约为毛细管容积的三分之一。安全泡

　　的作用有两个:

　　(1)当被测温度超过测量上限时，防止由于温度过高而使玻璃管破裂和液体膨胀冲破温度计。

　　(2)便于接上中断的液柱。

　　E中间泡

　　中间泡是为了提高示值的准确度，在感温泡和标尺卜限刻度之间制作的一个贮液泡。目的是当温度计上升到下限刻度时，能容纳膨胀的液体，这样可使具有较高侧量上限的温度计的标尺缩短。对于比较精密的温度计还设有辅助标尺，即在中间泡下面刻有零位线，以便检查温度计的零位变化。

　　F感温液

　　感温液是封装在温度计感温泡内的测温物质。通常需要根据温度计的侧鼓范围、准确度、灵敏度、稳定性、使用场所、ig度计的结构和生产成本等因素选择感温液的种类。无论怎样选择感温液.均应满足以下条件:

(1)体膨胀系数大;

　　(2)猫度小，表面张力大;

　　(3)在较宽的温度范围内能保持液态;

　　(4)在使用温度范围内，化学性能稳定;

　　(5)在高温状态下蒸气压低;

　　(6)便于提纯，不变质.无沉淀现象。

　　常用的感温液有水银、甲苯、乙醉和煤油等有机液体。

　　2浏温原理

　　玻璃液体温度计是根据物质的热胀冷缩原理制成的。它利用作为介质的感温液体随温度变化而体积发生变化与玻璃随温度变化而体积变化之差来测试温度。可见，温度计所显示的示值即为液体体积与玻璃毛细管体积变化的差值。为了进一步说明玻璃液体温度计的测温原理，特引进体膨胀和视膨胀的概念。

　　A体膨胀

　　物质受热后的热膨胀包括体积膨胀与压力膨胀，这里只考虑体积膨胀，简称体膨胀。描述体膨胀大小的量称为体膨胀系数。通常把温度变化I℃所引起的物质体积的变化与它在0℃时的体积之比，称为平均体膨胀系数，用口来表示。

　　当温度由t1变化到t2时，就有

　　B视膨胀

　　当温度计受热时，感温液体受热膨胀，使感温液体在毛细管中上升。同时感温泡和毛细管也因受热膨胀而容积增大，使得感温液柱下降。但由于感温液的体膨胀系数大，而玻璃的体膨胀系数小，其结果是感沮液体上升了一段距离。所以，感沮液体在玻璃毛细管中随温度上升而上升，或随沮度下降而下降。感温液与玻璃体膨胀系数之差被称为视膨胀系数，表示如下

　　式中K—玻璃液体温度计的视膨胀系数，℃-1;

　　Y—玻璃的体膨胀系数.℃-1’。

　　综上所述.玻璃液体温度计的示值实际上是感温液体积与玻璃体积变化之差值。