关于对双金属钢轨测温计检定时间的初步探索

罗冠荣

【摘 要】通过实验的方法对双金属钢轨测温计的检定时间进行统计分析，得出示值稳定所需的时间，提高检定效率。

【关键词】双金属钢轨测温计；温度；时间

双金属钢轨测温计是当前铁路工务系统较为常用的一种钢轨测温设备。检定执行的规程为JJG（铁道）140.1-2010《双金属钢轨测温计检定规程》。规程规定，在测量基本误差时“待示值稳定后读数”，这种规定使检定等待的时间长短比较模糊。在日常检定中对于性能不良的钢轨测温计经常需要花费半小时以上甚至一个小时才能确定其合格与否，究其原因就是因为没有一个明确的时间常数来规定示值稳定所需要的时间。当然，由于影响检定时间因素很多，例如专用热源不同、钢轨测温计型号不同、检定环境条件不同等，诸多原因导致检定等待示值稳定的时间无法做出统一规定，从而影响钢轨测温计的检定，导致效率较低。

一、实验设想

针对钢轨测温计检定等待时间不确定的问题，现将诸多影响因素进行设定，保留唯一变量进行初步实验探索。条件设定如下：

（1）同一种专用热源；

（2）同一型号双金属钢轨测温计；

（3）同一个检定点0℃；

（4）同一环境条件。

实验测定双金属钢轨测温计从常温（规程要求的检定温度范围20℃±5℃）到0℃“示值稳定”所需的时间。

二、理论概述

双金属钢轨测温计基于固体受热膨胀原理测量温度，通常是把两种膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起，构成双金属感温元件。当温度变化时，由于双金属片的两种不同材料的线膨胀系数差异相对很大而产生不同的膨胀或收缩，导致双金属片产生弯曲变形。根据不同的变形的量而产生不同的转动量，并带动连接的转轴，转轴带动另一端的指示针，这样指示指针就可以指在正确的读数上，从而指示温度。

由于双金属钢轨测温计是由双金属感温元件通过膨胀或收缩变形来显示温度变化的，则在一定的温度变化范围内双金属的变化情况应该与时间有一定的关系，该关系可以通过温度和时间的关系来表达，从而达到确定钢轨测温计温度变化所需要的时间长短。

三、进行实验

（一）实验设备及环境介绍

（1）专用热源：天津市瑞普电子仪器公司，JS-1型钢轨温度检定仪。

（2）精密温度计，河北省高碑店市兴华电子仪器厂，自校式铂电阻数字测温仪，经检定0℃修正值为0.00℃。

（3）轨温计，宁波求益仪表厂，RT（-40～+70）℃型钢轨测温计。

（4）环境温度24.0℃，相对湿度56%。

（二）开始实验

（1）首先测试专用热源温场均匀性，将精密温度计传感器依次吸附在专用温场工作区域的五个位置（图1），测量五个位置的温度，最大与最小温度之差为温场均匀性。

测得结果如下：

-0.07℃、-0.04℃、-0.05℃、-0.08℃、-0.10℃

由上述数据可得温场均匀性为：

-0.04℃-（-0.10℃）=0.06℃<0.4℃

符合规程要求。

（2）待专用热源恒温在0℃时，对48块钢轨测温计进行测试，3块为一组，记录从常温到0℃所需时间，统计如下：

其中4块用时12分钟占9%，2块用时13分钟占4%，28块用时14分钟占28%，8块用时15分钟占17%，3块用时16分钟占6%，2块用时18分钟占4%，1块用时24分钟占2%。故，用时16分钟以下占94%，为绝对多数，并得到图2。

（3）详细记录第一组钢轨测温计从初始温度直至温度稳定，每分钟的温度变化值并绘制“温度—时间”曲线（图3）。

分析上图可知，三条曲线均近似为反比例函数，并在14分钟后趋于直线，温度停止变化。

四、結论

综上可知，双金属钢轨测温计在实验设定条件下，从常温变化至0℃的时间是有规律可寻的，就上述实验条件而言该“示值稳定”所需的时间为14分钟至16分钟，为确保实验结果也可放宽至20分钟。通过该时间的确定，可以在双金属钢轨测温计检定之初排除不合格产品，从而提高检定效率。

【参考文献】

[1]JJG（铁道）140.1-2010《双金属钢轨测温计检定规程》，中国质检出版社出版，2010.endprint