温度测量仪表压力式和双金属温度计

　　1　概述

　　压力式温度计和双金属温度计,均属于利用膨胀原理的现场指示式温度计,基于各自原理、结构,以及测量介质的不同,其测温范围也不相同。

　　1.1　特点

　　(1)显示部分和结构与压力表相类似,故结构简单,工作可靠,价格便宜。

　　(2)刻度清晰,易于读数,并且有一定的耐振性能。

　　(3)除电接点式指示表外,仪表一般不带电。所以具有良好的防爆性能。

　　(4)压力式温度计的温包和显示部分可通过毛细管相联,能实现远距离温度显示。

　　1.2.应用

　　压力式温度计和双金属温度计。主要适用于一般工业生产过程中的液体、蒸汽、气体(固体)等测温(对于压力式温度计要求测温介质对铜及铜合金不起腐蚀作用),以及一些测温要求不高的场合,如:石油、化工、电站、食品、机械、印刷等行业。

　　由于带电接点温度计具有开关功能,可在温度调节系统中作开关量信号使用。

　　2　工作原理

　　压力式温度计和双金属温度计虽然均是利用物质的膨胀系数和温度呈一定函数关系这一原理而设计的,但各自具有不同之处。

　　2.1　压力式温度计

　　压力式温度计是利用密闭系统内气体,液体或饱和蒸汽等介质的压力与温度是呈一定函数关系(p=f(t))的特性。将以上介质作为感温物质充填于温包,毛细管和弹簧管组成的密闭测量系统内,当温包内的感温物质受到温度作用时,密闭系统内的压力就发生变化,同时引起了弹簧管自由端的位移,然后通过连杆和传动机构带动指针,在刻度盘上直接显示出温度的变化值,如图1所示。

　　2.2　双金属温度计

　　利用两层不同膨胀系数的金属(或合金)将其牢固结合在一起,成为组合双金属片(见图2),两层中膨胀系数大的一层称为主动层2,而膨胀系数小的一层称为被动层1,该组合双金属片的一端固定,当它受到温度作用时,由于主动层的自由伸长,大于被动层,由此产生组合力矩,使双金属片自由端出现弯曲。其弯曲率的大小与该材料的物理性能,材料厚度比及温度有关。当材料物理性能和厚度比固定时,其弯曲率只与温度变化有关。因自由端连接指针轴,所以当温度变化时,自由端的弯曲带动指针轴,使指针显示相应的温度值,如图3所示。

　　3　结构特性及分类

　　3.1　压力式温度计

　　如图4所示,压力式温度计主要由测温温包,毛细管,弹簧管及指示部分组成。压力式温度计工作特性一般是由填充物质所决定的,当填充物质为气体(一般为氮气)时,由于氮气的压力系数可以近似地看作为: