一种热双金属盘螺旋光指针温度计的制作方法

本实用新型涉及一种测量固体、液体以及气体温度的装置，尤其涉及一种热双金属盘螺旋光指针温度计。

背景技术：

随着现代社会的进步与发展，工业上对温度测量的精度、测量范围等要求也日益提高，目前市面上常用的温度传感器，如热电阻温度计抗震能力较弱，动态响应差，具有一定的局限性。热电偶温度计受热电偶材质的影响，当环境发生变化时需要更换其他材质的热电偶温度计，因此在使用时也会产生不便。需要一种抗压不容易损坏，且不会因为环境的改变对温度计造成影响。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种热双金属盘螺旋光指针温度计，通过简单操作便可得到物体的温度。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种热双金属盘螺旋光指针温度计，包括热双金属片、激光器、量角盘、金属环、平面反射镜、电源，热双金属片成螺旋形盘在金属环内，热双金属片一端固定有平面反射镜，另一端与金属环内壁固定连接；量角盘上设有金属环固定在量角盘上，金属环的圆心与量角盘的圆心重合，激光器发送的激光通过平面反射镜反射，形成光指针，激光器通过导线与电源相连接。

所述的热双金属片由主动层金属和被动层金属组成，主动层金属固定在被动层金属上。

还包括数字温度计、电热杯、隔热片、温度探头，隔热片上设有圆形开口，隔热片设置在电热杯顶部，温度探头固定在量角盘底部，数字温度计与温度探头相连接，温度探头与隔热片插接。

所述的电源和激光器固定在量角盘上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

利用热双金属片的热膨胀系数不同发生扭转，进而实现对温度进行测量，测量温度范围广，精度高；结构简单、成本相对低廉、操作可靠性强；温度计的量程为5～90℃(可调)，精确度为0.5℃，可基本满足生产、生活的需要；同时，利用激光束作为指针，所以能很好地避免回程差对测量精度的影响。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是温度探头与数字温度计的连接示意图。

图3是电热杯和隔热片的结构示意图。

图4是热双金属片的结构示意图。

图中：1-金属环 2-激光器 3-导线 4-量角盘 5-平面反射镜 6-热双金属片 7-电源 8-开关 9-温度探头 10-数字温度计 11-主动层金属 12-被动层金属 13-隔热片14-电热杯。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1，一种热双金属盘螺旋光指针温度计，由测温系统、定标系统两部分构成，测温系统包括热双金属片6、激光器2、量角盘4、金属环1、平面反射镜5、电源7、温度探头9，热双金属片6成螺旋形盘在金属环1内，热双金属片6一端固定有平面反射镜5，另一端与金属环1内壁固定连接；量角盘4上设有金属环1固定在量角盘4上，金属环1的圆心与量角盘4的圆心重合，激光器2发送的激光通过平面反射镜5反射，形成光指针，激光器2通过导线3与电源7相连接，电源7和激光器2固定在量角盘4上；见图4，所述的热双金属片6由主动层金属11和被动层金属12组成，主动层金属11固定在被动层金属12上。使用时，打开激光器2，激光通过激光器2发射，再被反射到量角盘4上，形成光指针。当测量环境的温度变化时热双金属片6将发生扭转，使平面反光镜转动，进而使光指针转动。

见图2、图3，定标系统包括数字温度计10、温度探头9、电热杯14、隔热片13，隔热片13上设有圆形开口，隔热片13设置在电热杯14顶部，温度探头9固定在量角盘4底部，数字温度计10与温度探头9相连接，隔热片13中间的圆形开口直径与温度探头9的外径相匹配，温度探头9与隔热片13插接；温度探头9的长度小于电热杯14的深度。

温度探头9在定标时，一个功能是将温度信号转化为电信号传递给数字温度计10，另一个功能是将热量传递给盘螺旋的热双金属片6，使其发生扭转。

本实用新型的操作方法如下：首先对光指针温度计进行定标，通过光指针温度计上的量角盘4的角度刻度和数字温度计10测定热双金属片6的温度特性曲线，求出特性曲线的斜率k和截距b，然后通过曲线可测量其他环境中的温度。

具体的，见图2、图3，用水注满电热杯14，将温度探头9穿过隔热片13，再将隔热片13盖在电热杯14上，打开数字温度计10的开关8，再闭合开关8，然后打开激光器2的开关8，最后打开电热杯14的电源7开关8，在电热杯14加热过程中，温度探头9(设有温度传感器)将温度信号转化为电信号传递给数字温度计10，并且将热量传递给盘螺旋的热双金属片6，使其发生扭转。观察光指针所指示的刻度和数字温度计10的示数T，读取和记录一系列和T的数值(至少五组数据)。由理论公式温度与偏转角的函数关系：可得为线性关系，式中，T为热双金属的终态温度；T₀为热双金属片6的初始温度(℃)；h为热双金属片6的厚度(cm)；K为热双金属的比弯曲系数(℃^-1)；L为双金属片的长度(cm)；为光指针转过弧度(rad)。通过最小二乘法计算出线性回归方程，即特性曲线。也可以用软件进行线性拟合。数据记录完毕后，先关闭电热杯14的电源7，再断开开关8、关闭激光器2和数字温度计10。待电热杯14中水的温度降低到室温，再取出光指针温度计。定标后，可经过换算将量角盘4上的角度，对应的改为温度。此时，光指针温度计制作完成。测量时只要将温度探头9放在待测环境中就可以测量待测环境的温度。此时，温度探头9起到的作用只是将热量传递给热双金属片6，使其发生扭转。

该装置利用热双金属片6的热膨胀系数不同对温度进行测量，测量温度范围广，精度高；成本相对低廉、操作可靠性强。温度计的量程为5～90℃(可调)，精确度为0.5℃，可基本满足生产、生活的需要；同时，利用激光束作为指针，所以能很好地避免回程差对测量精度的影响。