CN102798478A - 一种气体温度计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温度测试装置，尤其涉及一种测量范围大、能够高精度、快速测量物体温度的气体温度计。包括测温部分和示温部分，测温部分上有储气球，在储气球上连接有导气管，在导气管上设有弹性给力装置，弹性给力装置顶端包有隔层薄皮，隔层薄皮内装有弹性给力物，示温部分包括刻度盘、固定盘、连接在储气球上的转动杆，转动杆上安装有激光器，转动杆与所述隔层薄皮通过磁片相连，所述转动杆末端设有固定转动点。通过本发明能够快速地高精度地测量物体温度。

Description

一种气体温度计
技术领域
本发明涉及一种温度测试装置，尤其涉及一种测量范围大、能够高精度、快速测量物体温度的温度计。
背景技术
公知的温度计大都是在温度计的内部充入液体，通过液体的热胀冷缩来达到显示温度的目的。但是普通的液体温度计可靠测量温度范围较小，温度的升降相对较慢，在实验时经常影响实验的准确性。另外，普通的液体温度计的精度只能达到0.1K级，在需要高精度温度数据时将造成不便。虽然现有技术中也有电子温度计，但是电子温度计存在着价格高，使用寿命短等问题，不适合普通家庭使用。因此设计一种新型的温度计，能克服现有温度计有效测量温度范围较小，测温速度较慢，温度计的测量精度不高的缺点是非常需要的。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种技术方案，按照该技术方案设计的温度计，不仅能解决有效测量温度范围较小的的缺点，而且能提高温度计对物体温度测量的灵敏性和精度。
本发明所采用的技术方案是：一种气体温度计，包括测温部分和示温部分，所述测温部分上有储气球，在所述储气球上连接有导气管，在所述导气管上设有弹性给力装置，所述弹性给力装置顶端包有隔层薄皮，所述隔层薄皮内装有弹性给力物，温度变化时，隔层薄皮会相应移动，所述示温部分包括刻度盘、固定盘、连接在储气球上的转动杆，所述转动杆上安装有激光器，所述激光器上所射出的光线照在所述刻度盘上，所述转动杆与所述隔层薄皮通过磁片相连，所述转动杆末端设有固定转动点，所述转动杆绕着转动点转动，测量不同温度时能使所述转动杆上的激光器照到所述刻度盘对应的刻度值。
作为一种优选方式导气管是弹性材料做成的。
本发明的工作原理是：利用气体的热胀冷缩，即真实气体的PVT状态方程来计算不同温度下气体的膨胀的量。读出由于温度变化导致气体体积变化的量，根据温度T与体积V之间的关系，便可以知道所测物体的温度。由于容器内部气体的量为定值，根据真实气体状态方程：PV=ZNRT, P为理想气体的压强； V为理想气体的体积； R为理想气体常数 ；T为理想气体的绝对温度；Z为真实气体压缩因子;N为本温度计储气球中气体的物质的量。在温度计制成了之后，N即为定值，R也是定值，所以PV和ZT成正比。而在该实用新型中，P和V有线性关系，所以每个相应的P都有 据以上知温度计在每个确定的温度下都有一个相对应的V值，通过对体积V值的测量来达到测量物体温度的目的。由于气体的热胀冷缩效应远大于气体，所以气态温度计的测量精度远远大于液体温度计的测量精度，而利用氮气和氢气等低凝固点的气态，可大大提高温度计的测量范围。本实用新型温度计内部气体的膨胀可以带动其内部一个薄皮的运动，薄皮运动随之带动杆的运动。在杆上有激光器，利用激光器将光点投影到刻度盘上。根据相似三角形的知识可知，杆转过的角度和光点转过的角度相同。这样可以通过杆上激光器对刻度盘的投影来经一步提高气体温度计的精度。
本发明的有益效果是，可以通过气体的热胀冷缩，达到较高范围，较高精度的测温目的，而气体的比热较小，能较快的达到热平衡，从而可以较快的进行测量。通过激光器在刻度盘上的投影，达到进一步提高气体温度计精度的目的。
附图说明
图1本发明示温部分示意图。
图2本发明测温部分示意图。
图3本发明转动杆示意图。
其中：1、固定盘，2、刻度盘，3、光线，4、转动杆，5、固定转动点，6、弹性给力装置，7、导气管，8、储气球，9、磁片，10、隔层薄皮，11、弹性给力物，12、激光投射点，13、激光器。
具体实施方式
   如图1、图2所示，通过固定盘（1)来将其上的各个部件固定。当测量温度时，导气管（7）中压力会变化，其压力变化将会引起弹性给力装置（6）上压力的变化。当两边压力不相等时，转动杆（4）绕着固定转动点（5）转动，直到两边的压力相等。每个导气管（7）上相应的压力都会有与给力装置（6）达到受力平衡的状态，即静止的状态。当静止时，转动杆（4）上的激光器（13）所打出的光线（3）便在刻度盘（2）上照射到相应的刻度，由相似三角形原理可知，当光线（3）投影到刻度盘（2）时，其测量精度将会成比例提高。
    把储气球（8）放置到需要测量温度的物体中，其中的气体由于气体的热胀冷缩将会造成内部的气压变化。根据PV=ZNRT可知，P=ZNRT/V，所以气体对隔层薄皮（10）的压力F1=ZNRTS/V(S为薄皮的面积)。此时弹性给力装置（6）中的弹性给力物体（11）将会反作用地产生一个相同大小的力F2,F2=ZNRTS，而弹性给力物体（11)在其作用范围内受力和形变满足胡克定律F2=KL(K为弹性系数L为形变长度)。所以，此时有KL=ZNRTS/V。由于导气管(7)相对储气球(8)的体积可以忽略不计，所以V等于储气球的体积，为定值,所以L=ZNRT/VK,即在每个温度下都会有一个相应的L。
    隔层薄皮(10)的移动会带动磁片(9)的移动，磁片(9)和转动杆(4)相连，从而带动上面激光器(13)转动，激光器(13)所打出的光线(3)便在刻度盘(2)上移动，从而在刻度盘(2)上可以通过读出激光投射点(12)来读出相应的读数。

Claims (2)

1.一种气体温度计，包括测温部分和示温部分，其特征在于：所述测温部分上有储气球，在所述储气球上连接有导气管，在所述导气管上设有弹性给力装置，所述弹性给力装置顶端包有隔层薄皮，所述隔层薄皮内装有弹性给力物，所述示温部分包括刻度盘、固定盘、连接在储气球上的转动杆，所述转动杆上安装有激光器，所述转动杆与所述隔层薄皮通过磁片相连，所述转动杆末端设有固定转动点。
2.根据权利要求1所述的一种气体温度计，其特征在于：所述的导气管是弹性材料做成的。
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