双金属温度计的特点及其检定方法研究

董浩

摘  要：金属温度计广泛应用于工业生产中，能够形成对生产温度的检测，不同的金属温度计在应用特点上不同，温度检测的条件也不同。双金属温度计是一种用于中低温环境的温度测量仪表，一般用于现场测量，其所能够接受的温度范围较广，在液体、蒸汽、气体介质、固体表面温度中都能够形成温度测量效果，广泛应用于工业生产中。双金属温度计响应速度快、体积小、测量稳定性高，在使用中需要进行检定，由多个检定环节构成，从而保障了双金属温度计测量准确性。

关键词：双金属温度计  特点  检定方法

中图分类号：TH811    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（c）-0041-02

随着工业化发展进程的不断深入，在工业生产中所采用的仪器设备也逐渐更新，仪器设备性能不断提升，为工业生产提供了更好的功能性。温度计是工业生产中用于调节生产温度的仪器之一，能够形成对工业生产产品温度水平的控制效果，所以，在工业生产中所应用的温度计种类多样、功能多样。双金属温度计一般应用于工业生产的现场温度检测，其能够配合不同的安装套管，在不同压力等级下发挥温度检测功能，且适应的温度范围较广，测温介质多样，所以双金属温度计在化工、冶金、石油等多种工业生产中都有使用。

1  双金属温度计的结构及原理

双金属温度计是由两种或两种以上不同的金属片叠压组成的感温元件构成的温度测量仪器，其主要元件包括有金属片、指针、活动螺母、保护管、表壳、活动端等。在两种金属片上具有不同的膨胀系数，即在相同条件下两种金属片所产生的热膨胀不同，一般双金属温度计中金属片是螺旋卷形状，这能够提高金属片的测温灵敏度，在温度发生改变时，金属片发生热膨胀使得螺旋卷卷起或松开，从而产生金属片的感温动作。金属片一端与指针连接，当金属片产生感温动作后，通过带动指针運动的方式在表盘上指示出温度数值。双金属温度计广泛应用于工业生产中的现场测温环节，其能够实现对温度连续变化的连续记录效果，在温度检测的灵敏性上较高，能够快速反应出温度示值，所以在应用上越加广泛。

2  双金属温度计的应用特点

双金属温度计与普通的金属温度计不同，其对于温度变化的响应速度较快，温度测量中也具有较高的稳定性，且双金属温度计体积较小，便于在不同的现场测量中使用，线性度较高，所以，在工业生产中较常使用。从双金属温度的应用特点中进行分析，其主要可以体现在以下几点：（1）热电势不受干扰。双金属温度计的热电势不受到其他因素的干扰，仅与自身热电极材料相关，由热电极材料的热电性质与两端温度差决定热电势，能够形成较高的温度测量稳定性，对不同测量环境的适应性较强。（2）结构形式多样，能够满足不同的测量需求。（3）温度响应速度较快，有较强灵敏性，同时温度变化具有直观性，能够现场显示与记录。（4）体积较小，应用方便，温度测量可靠性较强。（5）使用寿命较长，能够长期应用于化工生产温度检测中，物理化学性能稳定。（6）防腐性能稳定。双金属温度计在化工生产中的应用常需要使用于液体、气体环境中，其保护管材具有较好的防腐能力，不会受测量条件影响发生腐蚀问题影响测量质量。（7）承压性强。具有较好的承压能力，在不同压力等级范围中能够进行测量，对测量条件的适应性较强。（8）电导率较高，电阻温度系数较小，热电势与温度间呈线性关系，线性度好。

在双金属温度计的应用中，需要对其应用的注意事项形成全面了解与掌握，提高双金属温度计使用的科学合理性，避免对双金属温度计的测温性能产生影响。所以在双金属温度计使用中，应注意以下事项：（1）不同品类双金属温度计的测温范围不同，在实际测温操作中，应根据双金属温度计测温范围决定是否使用，不得超过双金属温度计测温范围，否则将造成双金属温度计的破坏。（2）双金属温度计在使用中需要正立，不得倒放，且除耐震型双金属温度计，其余类型双金属温度计在使用过程中需要保持稳定性，不得边测量便震动温度计，否则将造成温度测量准确性下降，温度示数的变化难以反映实际温度值。（3）双金属温度计使用中浸入深度应与规定要求一致，不得浸入过深或未达到规定深度，否则温度示值的准确度难以有效保证。

3  双金属温度计的检定方法分析

双金属温度的使用需要进行检定，保持双金属温度计在温度测量中的准确性，减小温度测量误差。双金属温度计的检定方法应根据中国计量出版社出版的《中华人民共和国国家计量检定规程JJG 226-2001》中要求完成检定。在双金属温度计的检定中，主要包括有以下几方面内容。

（1）外观。双金属温度计的检定包括多项内容，外观检查最为直观，能够直接反映双金属温度计是否投入使用。在双金属温度计的外观检查中，其需要满足外观光滑无腐蚀、整洁、无破损、各组件与配件间连接牢固无松动、配件完整、温度表盘表面玻璃无异物遮盖，不影响读数、指针完整无弯曲，缺损、指针不直接接触示数盘，与示数盘有一定距离，一般距离5mm、温度表盘中示数值清晰。在满足上述外观条件下，方进行其余内容检定。

（2）示值误差。双金属温度计使用中对温度的测量直接反映于指针指示的示值上，所以需要对示值误差进行检查，保证示值的准确性，方能够形成对温度的准确反映。在示值误差检查中，通过浸入试验方式进行，将双金属温度计浸入某一液体中，控制浸入长度在浸入范围内，首次检定的温度计其检定点应超过4点，后需要进行再次检定，后续的检定点可只有3点，但检定点需要均匀分布于测量范围中。通过试验方式对双金属温度计的示值误差进行检查，满足上述要求方进行后续检定操作。

（3）热稳定性。双金属温度计用于温度测量，所以应保证双金属温度计的温度测量准确性，双金属温度计本身的热稳定性直接影响温度测量准确性，所以需要对热稳定性进行检查。在热稳定检查中，也通过试验检查的方式，将温度计插入恒温槽，调整温度为双金属温度计承温范围内，如温度300℃，维持24h，后升高温度，调节至400℃，维持12h，复升高温度，调节至500℃，维持4h。通过对该过程中双金属温度计维持测量过程中的温度示数波动进行观察的方式，检查其热稳定性，热稳定性较高的、符合标准要求的双金属温度计在温度示数波动中应低于2℃。热稳定性检查需要进行重复试验，在上一次试验结束后，待温度计冷却后进行下一次试验，在2次试验检查中计算示值误差，在示值误差不超过最大允许误差时表示热稳定性符合标准。

（4）切换差。双金属温度计切换差即同一设定点的上切换值与下切换值的差值，切换差检查中需要保证误差满足最大允许标准。首次检查的温度计中，在同一设定点的检查中，需要对设定点上切换值与下切换值的最大差值进行计算，最大差值不应超过最大允许误差的一半。

4  结语

双金属温度计具有响应速度快、灵敏度高、示值直观、稳定性强、耐腐蚀等多种应用优势，在工业生产中的应用具有较强的适应性，能够应用于不同压力等级与不同温度条件下的温度测量，所以其在工业生产中的应用广泛。双金属温度计的检定方法有国家标准进行规定，在检定过程中，需要形成对双金属温度计外观、示值误差、热稳定性、切换差等的检查，从而提高双金属温度计使用时的准确性。

参考文献

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