溫度測量儀表的演變

溫度測量儀表的演變

溫度測量儀表是測量物體冷熱程度的工業(yè)自動(dòng)化儀表。zui早的溫度測量儀表，是意大利人伽利略于1592年創(chuàng)造的。它是一個(gè)帶細(xì)長頸的大玻璃泡，倒置在一個(gè)盛有葡萄酒的容器中，從其中抽出一部分空氣，酒面就上升到*內(nèi)。當(dāng)外界溫度改變時(shí)，*內(nèi)的酒面因玻璃泡內(nèi)的空氣熱脹冷縮而隨之升降，因而酒面的高低就可以表示溫度的高低，實(shí)際上這是一個(gè)沒有刻度的指示器。

溫度計(jì)的演變

　　1709年，德國的華倫海特于荷蘭創(chuàng)立溫標(biāo)，隨后他又經(jīng)過多年的分度研究，到1714年制成了以水的冰點(diǎn)為32度、沸點(diǎn)為212度、中間分為180度的水銀溫度計(jì)，即至今仍沿用的華氏溫度計(jì)。

　　1742年，瑞典的攝爾西烏斯制成另一種水銀溫度計(jì)，它以水的沸點(diǎn)為100度、冰點(diǎn)作為 0度。到1745年，瑞典的林奈將這兩個(gè)固定點(diǎn)顛倒過來，這種溫度計(jì)就是至今仍沿用的攝氏溫度計(jì)。

　　早在1735年，就有人嘗試?yán)媒饘侔羰軣崤蛎浀脑恚圃鞙囟扔?jì)，到18世紀(jì)末，出現(xiàn)了雙金屬溫度計(jì)；1802年，查理斯定律確立之后，氣體溫度計(jì)也隨之得到改進(jìn)和發(fā)展，其度和測溫范圍都超過了水銀溫度計(jì)。

　　1821年，德國的塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)；同年，英國的戴維發(fā)現(xiàn)金屬電阻隨溫度變化的規(guī)律，這以后就出現(xiàn)了熱電偶溫度計(jì)和熱電阻溫度計(jì)。1876年，德國的西門子制造出*支鉑電阻溫度計(jì)。

　　很早以前，人們在燒窯和冶鍛時(shí)，通常是憑借火焰和被加熱物體的顏色來判斷溫度的高低。據(jù)記載，1780年韋奇伍德根據(jù)瓷珠在高溫下顏色的變化，來識別燒制陶瓷的溫度，后來又有人根據(jù)陶土制的熔錐在高溫下彎曲變形的程度，來識別溫度。

近代溫度計(jì)

　　輻射溫度計(jì)和光學(xué)高溫計(jì)是20世紀(jì)初，維思定律和普朗克定律出現(xiàn)以后，才真正得到實(shí)用。從60年代開始，由于紅外技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用各種新型光敏或熱敏檢測元件的輻射溫度計(jì)（包括紅外輻射溫度計(jì)），從而擴(kuò)大了它的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　各種溫度計(jì)產(chǎn)生的同時(shí)就規(guī)定了各自的分度方法，也就出現(xiàn)了各種溫標(biāo)，如原始的攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、氣體溫度計(jì)溫標(biāo)和鉑電阻溫標(biāo)等 。為了統(tǒng)一溫度的量值，以達(dá)到通用的目的，權(quán)度局zui早規(guī)定以玻璃水銀溫度計(jì)為基準(zhǔn)儀表，統(tǒng)一用攝氏溫標(biāo)。后經(jīng)數(shù)次改革，到1927年改用以熱力學(xué)溫度為基礎(chǔ)、以純物質(zhì)的相變點(diǎn)為定義固定點(diǎn)的溫標(biāo) ，以后又經(jīng)多次修改*。

　　現(xiàn)代通用的溫標(biāo)是1967年第13次權(quán)度大會(huì)通過的，1968年實(shí)用溫標(biāo)。它以13個(gè)純物質(zhì)的相變點(diǎn)，如氫三相點(diǎn)，即氫的固、液、氣三態(tài)共存點(diǎn)（-259．34℃）；水三相點(diǎn)（0.01℃）和金凝固點(diǎn)（1064.43℃）等，作為定義固定點(diǎn)來復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫度的。

　　中間插值在-259.34～630.74℃之間 ，用基準(zhǔn)鉑電阻；在630.74～1064.43℃之間，用基準(zhǔn)鉑銠-鉑熱電偶；在1064.43℃以上用普朗克公式復(fù)現(xiàn)。

產(chǎn)品名稱：氣體報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器、有毒氣體報(bào)警器、便攜式可燃?xì)怏w探測器、便攜有毒氣體探測器、氣體報(bào)警控制器、可燃?xì)怏w報(bào)警控制系統(tǒng)、聲光報(bào)警器、民用可燃?xì)怏w報(bào)警器、紅外線可燃?xì)怏w檢測變送器、鉑電阻溫度傳感器、雙金屬溫度計(jì)、熱電偶（阻）溫度傳感器、熱電偶（阻）溫度變送器、正壓式空氣呼吸器、三波段紅外火焰探測器、防護(hù)設(shè)備

第二部分

溫度測量儀表構(gòu)成

　　一般的溫度測量儀表都有檢測和顯示兩個(gè)部分。在簡單的溫度測量儀表中，這兩部分是連成一體的，如水銀溫度計(jì)；在較復(fù)雜的儀表中則分成兩個(gè)獨(dú)立的部分，中間用導(dǎo)線聯(lián)接，如熱電偶或熱電阻是檢測部分，而與之相配的指示和記錄儀表是顯示部分。

　　按測量方式，溫度測量儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。測量時(shí)，其檢測部分直接與被測介質(zhì)相接觸的為接觸式溫度測量儀表；非接觸溫度測量儀表在測量時(shí)，溫度測量儀表的檢測部分不必與被測介質(zhì)直接接觸，因此可測運(yùn)動(dòng)物體的溫度。例如常用的光學(xué)高溫計(jì)、輻射溫度計(jì)和比色溫度計(jì)，都是利用物體發(fā)射的熱輻射能隨溫度變化的原理制成的輻射式溫度計(jì)。

　　按其工作原理可以分下列幾種類型。 （1）直讀式物位儀表這類儀表主要有玻璃管液位計(jì)、玻璃板液位計(jì)等。它們是利用連通器的原理工作的。 （2）差壓式物位儀表這類儀表又可分為壓力式物位儀表和差壓式物位儀表。它們是利 用液柱或物位堆積對某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力的原理而工作的。 （3）浮力式物位儀表這類儀表又可分為浮子帶鋼絲繩或鋼帶的、浮球帶杠桿的和沉筒 式的幾種。它們是利用浮子的高度隨液位變化而改變或液體對浸沉于液體中的浮子（或沉筒）的浮力隨液位高度而變化的原理來工作的。 （4）電磁式物位儀表這類儀表可分為電阻式（即電極式）、電容式和電感式等幾種。它們是把物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化，通過測出這些電量的變化來測知物位的。另外，還 有利用壓磁效應(yīng)工作的物位儀表。 （5）核輻射式物位儀表這類儀表是利用核輻射透過物料時(shí)，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理而工作的，目前應(yīng)用較多的是7射線。 （6）聲波式物位儀表這類儀表可以根據(jù)它的工作原理分為聲波遮斷式、反射式和阻尼式幾種。它們的原理是：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化就可以測知物位。 （7）光學(xué)式物位儀表這類儀表是利用物位對光波的遮斷和反射原理而工作的。它利用的光源可以是普通白熾燈光，也可以是激光。

　　由于電子器件的發(fā)展，便攜式數(shù)字溫度計(jì)已逐漸得到應(yīng)用。它配有各種樣式的熱電偶和熱電阻探頭，使用比較方便靈活。便攜式紅外輻射溫度計(jì)的發(fā)展也很迅速，裝有微處理器的便攜式紅外輻射溫度計(jì)具有存貯計(jì)算功能，能顯示一個(gè)被測表面的多處溫度，或一個(gè)點(diǎn)溫度的多次測量的平均溫度、zui高溫度和zui低溫度等。

　　此外，現(xiàn)代還研制出多種其他類型的溫度測量儀表，如用晶體管測溫元件和光導(dǎo)纖維測溫元件構(gòu)成的儀表；采用熱象掃描方式的熱象儀，可直接顯示和拍攝被測物體溫度場的熱象圖，可用于檢查大型爐體、發(fā)動(dòng)機(jī)等的表面溫度分布，對于節(jié)能非常有益；另外還有利用激光，測量物體溫度分布的溫度測量儀器等。

　　溫度測量儀表分接觸式和非接觸式兩種，接觸式溫度測量儀表一般有熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)等，非接觸式一般有遠(yuǎn)紅外測溫儀等。

溫度的測量方法

　　測量溫度的方法很多，按照測量體是否與被測介質(zhì)接觸，可分為接觸式測溫法和非接觸式測溫法兩大類。

　　接觸式測溫法的特點(diǎn)是測溫元件直接與被測對象相接觸，兩者之間進(jìn)行充分的熱交換，zui后達(dá)到熱平衡，這時(shí)感溫元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了被測對象的溫度值。這種測溫方法優(yōu)點(diǎn)是直觀可靠，缺點(diǎn)是感溫元件影響被測溫度場的分布，接觸不良等都會(huì)帶來測量誤差，另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。

　　非接觸測溫法的特點(diǎn)是感溫元件不與被測對象相接觸，而是通過輻射進(jìn)行熱交換，故可避免接觸測溫法的缺點(diǎn)，具有較高的測溫上限。此外，非接觸測溫法熱慣性小，可達(dá)千分之一秒，便于測量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快速變化的溫度。由于受物體的發(fā)射率、被測對象到儀表之間的距離以及煙塵、水汽等其他介質(zhì)的影響，這種測溫方法一般測溫誤差較大。根據(jù)這兩種測溫方法，測溫儀表也可以分為接觸式測溫儀表和非接觸式測溫儀表。