軸向雙金屬溫度計是一種基于雙金屬熱膨脹原理制成的工業測溫儀表,主要用于測量中低溫環境下的液體、氣體及蒸汽溫度。其核心元件為螺旋卷狀多層金屬片,由兩種膨脹系數不同的金屬疊壓而成,當溫度變化時,各層金屬因膨脹或收縮量不同導致螺旋卷卷起或松開,進而驅動指針在圓形分度標尺上指示溫度。該儀表具備指針盤與保護管垂直連接的結構特征,測溫范圍覆蓋-80℃至600℃,允許誤差為標尺量程的1%-1.5%,精度等級達1.0或1.5級,熱響應時間≤40秒,防護等級為IP55,可適應復雜工業環境。
一、感溫元件(雙金屬片)
材料構成
由兩種熱膨脹系數差異顯著的金屬(如鐵鎳合金與銅合金)通過軋制或焊接復合而成。當溫度變化時,雙金屬片因兩側金屬膨脹量不同產生彎曲變形。
工作原理
溫度升高時,膨脹系數大的金屬側伸長更多,導致雙金屬片向膨脹系數小的一側彎曲;溫度降低時則反向彎曲。這種機械變形通過傳動機構轉換為指針的旋轉角度。
特性
高靈敏度:微小溫度變化即可引發顯著彎曲。
耐久性:金屬材料抗疲勞性強,適合長期使用。
抗干擾:不受電磁場影響,適用于復雜工業環境。
二、傳動機構
結構組成
包括軸、齒輪組或連桿機構,將雙金屬片的彎曲運動轉換為指針的旋轉運動。
功能
放大位移:通過齒輪比或杠桿原理放大雙金屬片的微小變形,提高讀數精度。
穩定傳動:確保指針轉動平穩,避免抖動或卡滯。
設計優化
部分型號采用無齒輪設計,減少機械磨損,延長使用壽命。
傳動部件密封處理,防止灰塵或液體侵入。
三、指針與刻度盤
指針
材質:通常為鋁合金或不銹鋼,輕量化設計減少慣性影響。
形狀:尖d細長,提高讀數分辨率。
顏色:高對比度涂層(如紅色或黑色),便于遠距離觀察。
刻度盤
材質:玻璃或塑料防護罩,防止刻度磨損。
刻度范圍:根據型號不同,覆蓋-80℃至+500℃,刻度線間距均勻。
單位標識:清晰標注℃或℉,部分型號支持雙單位顯示。
附加功能
調零裝置:通過旋轉刻度盤或指針調整零點,補償安裝誤差。
限位銷:防止指針超出量程范圍,避免損壞傳動機構。
四、保護管(溫包)
作用
保護雙金屬片免受機械損傷和化學腐蝕。
作為感溫元件的延伸,直接接觸被測介質。
材質選擇
不銹鋼(304/316):耐腐蝕性強,適用于大多數工業環境。
銅合金:導熱性好,但耐腐蝕性較弱,需根據介質選擇。
特殊涂層:如聚四氟乙烯(PTFE),增強耐化學性。
結構形式
直型:適用于管道或平面安裝。
彎型:可彎曲以適應復雜空間,如設備角落或狹窄管道。
可抽芯式:保護管與表頭分離,便于現場更換或維護。
五、表頭與外殼
表頭
材質:鋁合金或工程塑料,輕量化且抗沖擊。
密封設計:IP55及以上防護等級,防塵防水。
安裝方式:支持軸向(指針與保護管垂直)或徑向(指針與保護管平行)安裝。
外殼
透明視窗:玻璃或高強度塑料,便于讀數且抗刮擦。
防爆設計:部分型號符合Ex認證,適用于易燃易爆環境。
顏色標識:不同顏色區分量程或用途(如紅色表示高溫區)。
六、連接件與固定裝置
連接螺紋
標準螺紋(如M20×1.5)或NPT螺紋,兼容多數工業管道。
密封墊片:硅膠或金屬墊片,確保連接處無泄漏。
固定支架
可調節角度的支架,適應不同安裝表面。
磁性底座:便于快速固定在金屬設備上。
七、可選附加功能
電接點裝置
在設定溫度點觸發開關信號,用于報警或控制設備啟停。
遠程顯示
通過4-20mA信號或數字接口(如RS485)傳輸溫度數據至控制系統。
耐震設計
內部填充阻尼液,減少振動對讀數的影響,適用于移動設備或振動環境。
