常用温度检测仪表及其应用

铸造企业是热加工企业，在铸造生产中几乎所有的生产过程都需要进行温度测量，其测量的准确性在很大程度上直接影响到铸造生产过程的质量控制以及最终铸件的质量。

温度检测仪表（或温度计）可以根据检测方式不同分为接触式温度检测仪表和非接触式温度检测仪表。其分类、原理与测温范围和适用场合，见表2-1。

表2-1 温度检测仪表的分类、原理与测温范围和适用场合（供参考）

（续）

1.玻璃液体温度计

玻璃液体温度计是一种应用最为广泛的测温仪器。

玻璃液体温度计是利用玻璃感温泡内的感温介质受热膨胀、遇冷收缩的原理来进行温度测量的。当感温泡在被测介质中受到温度变化的作用后，感温介质开始膨胀（或收缩），沿着毛细管上升（或下降），在刻度标尺上直接显示温度变化数值。玻璃水银温度计的测温范围为-30～600℃。玻璃有机液体温度计的测温范围为-100～75℃。

工业玻璃液体温度计的结构形式，如图2-1所示。

图2-1 工业玻璃液体温度计

a）内标式温度计 b）直角内标式温度计 c）135内标式温度计 d）磨口温度计 e）粘贴温度计 f）棒式竹节温度计 g）棒式三角温度计 h）电接点式温度计

1—调节磁钢 2—磁钢固定螺钉 3—信号线 4—测量毛细管 5—指示标尺 6—感温泡 7—钨丝 8—调节杆 9—设定标尺 10—指示螺母

使用玻璃液体温度计时的注意事项如下：

1）应根据测量的准确度要求及待测温度的估计值来选取分度值和量程合适的温度计，正常使用的测温范围一般为全量程的30%～90%。

2）应在被测介质与感温介质达到热平衡后（一般需要5～10min）才能读数。

3）读数时应当注意消除视差，视线应与液柱面位于同一平面内。水银温度计以液柱凸表面的最高点为读数基准；有机液体温度计以液柱凹表面的最低点为读数基准。

4）为了使测量值准确可靠，感温泡应离开被测对象的容器壁一定距离。感温泡必须与被测温度的介质相接触，如果被测介质为液体，则必须在很好的搅拌后才能测量。

5）测量零上较高温度或零下较低温度时，应当事先将温度计预热或预冷。

6）被测介质的容量应超过感温泡容量的几百倍。

7）使用全浸式温度计时，要求温度计插入被测介质的深度应当接近于液柱弯月面所指示的位置（一般要求液柱弯月面高出被测介质表面不得大于15mm）。全浸式温度计受环境影响较小，测量准确度较高；使用局浸式温度计时，要求温度计插入到温度计本身所标志的固定的浸没位置。局浸式温度计的液柱大部分露在被测介质外，受环境的影响较大，测量精度较低。

2.标准化热电偶标准化热电偶的典型结构如图2-2所示，其分类与性能见表2-2。

图2-2 标准化热电偶的典型结构

1—参考端 2—接线盒 3—保护管 4—热电极 5—绝缘管 6—测量端

表2-2 标准化热电偶的分类及性能

3.微型快速热电偶及其配套仪表

微型快速热电偶是专门用于测量高温液态金属温度的快速热电偶，也是一种消耗型热电偶。

将微型快速热电偶偶头与测温枪、二次仪表装配成的测温系统，如图2-3所示。

微型快速热电偶偶头结构如图2-4所示，常用微型快速热电偶的名称和分度号见表2-3，常用测温枪内与之相配的补偿导线材料见表2-4，常用配套仪表见表2-5。

图2-3 微型快速热电偶测温系统(www.xing528.com)

1—偶头 2—插件 3—测温枪 4—导线 5—显示仪表

图2-4 微型快速热电偶偶头结构

1—钢帽 2—石英管 3—绝缘材料 4—纸杯 5—铂铑热电极 6—绝缘棉花 7—绝缘纸管 8—纸管 9—补偿导线 10—快速插头 11—塑料封盖

表2-3 常用微型快速热电偶的名称和分度号

表2-4 常用测温枪内与之相配的补偿导线材料

表2-5 常用配套仪表

（续）

4.工业用隐丝式光学高温计

工业用隐丝式光学高温计由光学系统与电测系统组成。在光学系统中使用了红色滤光片或中性灰色滤光片，使工作波段限制在较窄的范围内。其结构及原理如图2-5所示，主要技术性能指标见表2-6。

图2-5 工业用隐丝式光学高温计的结构及原理

a）光学高温计构造原理 b）灯丝温度比物体温度低 c）灯丝温度等于物体温度 d）灯丝温度比物体温度高

1—物镜 2—光圈 3—目镜 4—红色滤光镜 5—灯泡 6—温度指示仪表 7—电池 8—调节变阻器 9—吸收玻璃

表2-6 工业用隐丝式光学高温计的主要技术性能指标

注：精确度等级是按900℃～2000℃的测量范围确定的。

为了使光学高温计的灯丝与被测物体的像达到亮度平衡，必须使灯丝的入射角大于出射角三倍，否则会由于衍射作用在灯丝边缘处出现两条暗线。表2-7给出了入射角与出射角的最佳选择。

表2-7 入射角与出射角的最佳选择

5.热像仪

热像仪利用3～5.6μm或8～14μm红外波段的扫描来测量物体表面温度分布的状态，并通过热成像技术给出被测热辐射体的温度、温度分布值以及热像图（即二维温度分布图）。

热像仪的结构框图及其外形图，如图2-6和图2-7所示。

图2-6 热像仪的结构框图

图2-7 热像仪外形图

热像仪具有非接触测温仪表的全部优点：测温范围为-170～2000℃；分辨率达0.1℃，具有很高的准确度；响应速度快，可在毫秒级时间内测出物体温度场；空间分辨率高，可测量小目标物体，不破坏温度场；测量距离不受限制；操作简单、安全可靠，易于实现自动化和“实时观察”。