[科普中國(guó)]-示溫具

示溫具，即能將物體的溫度表現(xiàn)出來的器具。最傳統(tǒng)并且常用的就是溫度計(jì)，而發(fā)展的新型材料是示溫涂料，近來，示溫材料的微囊化是研究的熱點(diǎn)。

溫度計(jì)溫度計(jì)是可以準(zhǔn)確的判斷和測(cè)量溫度的工具，分為指針溫度計(jì)和數(shù)字溫度計(jì)。根據(jù)使用目的的區(qū)別，已設(shè)計(jì)制造出多種溫度計(jì)。

根據(jù)使用目的的區(qū)別，已設(shè)計(jì)制造出多種溫度計(jì)。其設(shè)計(jì)的依據(jù)有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象;在定容條件下，氣體(或蒸氣）的壓強(qiáng)因區(qū)別溫度而變換;熱電效應(yīng)的作用;電阻隨溫度的變換而變換;熱輻射的影響等。

1、氣體溫度計(jì)：多用氫氣或氦氣作測(cè)溫物質(zhì)，因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿?，接近于絕對(duì)零度，故它的測(cè)溫范圍很廣。這種溫度計(jì)精確度很高，多用于精密測(cè)量。

2、電阻溫度計(jì)：分為金屬電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體電阻溫度計(jì)，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計(jì)主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導(dǎo)體溫度計(jì)主要用碳、鍺等。電阻溫度計(jì)使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測(cè)量范圍為-260℃至600℃左右。

3、溫差電偶溫度計(jì)：是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測(cè)溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測(cè)量?jī)x表連接，形成電路。把工作端放在被測(cè)溫度處，工作端與自由端溫度不同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)，因而有電流通過回路。通過電學(xué)量的測(cè)量，利用已知處的溫度，就可以測(cè)定另一處的溫度。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測(cè)量。有的溫差電偶能測(cè)量高達(dá)3000℃的高溫，有的能測(cè)接近絕對(duì)零度的低溫。

4、指針式溫度計(jì)：是形如儀表盤的溫度計(jì)，也稱寒暑表，用來測(cè)室溫，是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件，用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起，且銅片在左，鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多，因此當(dāng)溫度升高時(shí)，銅片牽拉鐵片向右彎曲，指針在雙金屬片的帶動(dòng)下就向右偏轉(zhuǎn)（指向高溫）；反之，溫度變低，指針在雙金屬片的帶動(dòng)下就向左偏轉(zhuǎn)（指向低溫）。

5、玻璃管溫度計(jì)：玻璃管溫度計(jì)是利用熱脹冷縮的原理來實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量的。由于測(cè)溫介質(zhì)的膨脹系數(shù)與沸點(diǎn)及凝固點(diǎn)的不同，所以我們常見的玻璃管溫度計(jì)主要有：煤油溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、紅鋼筆水溫度計(jì)。他的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量精度相對(duì)較高，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是測(cè)量上下限和精度受玻璃質(zhì)量與測(cè)溫介質(zhì)的性質(zhì)限制。且不能遠(yuǎn)傳，易碎。

6、壓力式溫度計(jì)：壓力式溫度計(jì)是利用封閉容器內(nèi)的液體，氣體或飽和蒸氣受熱后產(chǎn)生體積膨脹或壓力變化作為測(cè)信號(hào)。它的基本結(jié)構(gòu)是由溫包、毛細(xì)管和指示表三部分組成。壓力式溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度高，不怕震動(dòng)。價(jià)格低廉，不需要外部能源。缺點(diǎn)是：測(cè)溫范圍有限制，一般在-80~400℃；熱損失大響應(yīng)時(shí)間較慢。

7、水銀溫度計(jì)是膨脹式溫度計(jì)的一種，水銀的凝固點(diǎn)是 -38.87℃，沸點(diǎn)是 356.7℃，用來測(cè)量0--150℃或500℃以內(nèi)范圍的溫度，它只能作為就地監(jiān)督的儀表。用它來測(cè)量溫度，不僅比較簡(jiǎn)單直觀，而且還可以避免外部遠(yuǎn)傳溫度計(jì)的誤差。1

示溫涂料以顏色或現(xiàn)象變化來指示物體表面溫度及溫 度分布的一種涂料。其組成包括熱敏顏料、漆 基、溶劑和填料?；现饕獮槟凸饽秃蛐暂^ 好的丙烯酸類樹脂和有機(jī)硅樹脂。示溫涂料 可分為可逆和不可逆兩類，其中又有單變色、 雙變色和多變色之分。這類涂料適于水銀溫 度計(jì)、毫伏計(jì)、輻射高測(cè)計(jì)不宜測(cè)溫的地方， 或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件及大面積表面溫度分布的 測(cè)示。如用于化工、煉油、反應(yīng)釜外壁起到 超溫報(bào)警作用，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)部?jī)x表、 蒙皮結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)定和溫度分布測(cè)示等。

示溫涂料的優(yōu)點(diǎn)是： 適合于溫度無法測(cè)量 的場(chǎng)合，可測(cè)量表面溫度分布，使用方便，不需 任何儀器設(shè)備。不可逆示溫涂料可作為記錄資 料予以保存；熱敏紙的成色劑；化學(xué)反應(yīng)過程中 溫度變化的指示；熱交換器、反應(yīng)設(shè)備、管道、電 機(jī)外殼的涂裝；貯罐等溫度指示；玩具、商標(biāo)、室 內(nèi)裝飾、服裝等；尤其是用作防偽商標(biāo)，利用手 觸熱量，使商品顯色；國(guó)防、消防、陶瓷、 變色茶杯等，均可使用。示溫涂料的缺點(diǎn)是受使 用條件的限制， 精確度差。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)