(接上期)
四、玻璃液体温度计的主要类型
(一)玻璃体温计
人们最熟悉的玻璃体温计又称为体温表。最早是由欧洲人桑克托留斯医生发明的。他是伽利略的朋友。1595年当伽利略制作出气体温度计后，桑克托留斯按自己的设想和诊病的需要，对上述气体温度计进行了改进，将直管改为环状类似蛇形的玻璃管。1611年，他制作出世界上第一支玻璃体温计，当时温度计内装的是红色酒精。1714年，迁居荷兰的德国科学家华伦海特将感温液体改为水银，制作出第一支实用的水银体温计。
上述玻璃体温计体积较大，使用起来比较复杂，非常不方便，测量一次体温一般需要20min。直到1865年，英国的阿尔伯特发明了一种特殊结构的玻璃体温计。这种体温计的感温泡与毛细管之间非常狭窄。在接触人体时，与其他玻璃体温计一样，水银柱会上升到一个固定的位置。当体温计离开人体时，狭窄处以下部分的水银收缩至感温泡内，而狭窄处以上部分用于读数的水银柱不下降，而是在狭窄处断开。这样就可以很容易测得体温的读数。这种体温计一经问世就得到普及和推广。这一特殊结构一直沿用至今。
玻璃体温计是用于测量记录最高温度的温度计，因此属于最高温度计。实现这一功能可以采用两种结构:缩喉结构和玻璃丝堵塞毛细孔结构。
缩喉结构就是通过一定的加工工艺将感温泡上部一定位置的毛细管孔径缩小变狭窄。图3就是一种缩喉结构。
图3 缩喉结构
玻璃丝堵塞毛细孔结构，顾名思义，就是用一根玻璃丝，在感温泡封底时，将其一端垂直地熔接在感温泡的底部中心处，另一端伸入毛细孔内，与毛细孔之间形成一圈狭缝，这种结构形式与缩喉的形式相似，也是缩小了毛细管的孔径，如图4所示。
图4 玻璃丝堵塞毛细孔结构
玻璃体温计的测温原理如下:当体温计接触人体，温度升高，感温泡内的水银体积膨胀，涌向毛细管，水银有足够的力量克服缩喉部位狭窄通道的阻力，连续的水银柱逐渐升高填充毛细管，直至一个固定位置，水银上端面在标尺上指示所测量的最高温度数值。当温度降低时，水银体积要收缩。因为感温泡内的水银体积远远大于毛细管内水银的体积，因此毛细管内的水银向感温泡内收缩。由于缩喉结构的阻碍作用，水银柱便从缩喉部位断开。缩喉部位以上的水银柱单纯依靠自身重量是无法通过缩喉部位的。因此，水银上端面仍停留在所测量的最高温度的位置上。当使用玻璃体温计再次测量体温时，要手握玻璃体温计的上部，用力甩动，在离心力的作用下，停留在缩喉部位上部的水银柱，便可克服缩喉的阻力流入感温泡内。玻璃体温计的缩喉通道制作得不能过窄，也不能过宽。若过窄，水银通过缩喉所克服的阻力太大，一方面造成体温计的示值滞后于被测介质的实际温度，影响到测温结果的准确度；另一方面，由于阻力过大，也会造成体温计使用前的难甩。若过宽，水银通过缩喉所克服的阻力太小，当体温计离开身体，环境温度降低时，水银柱在缩喉部位不能迅速断开，导致水银柱冷缩自流，指示温度位置会低于实际最高温度位置。
由于人体温度是衡量人体是否健康的一个非常重要的指标。因此，玻璃体温计诞生100多年来，在医疗诊断、个人保健等方面得到了广泛的普及和应用。但是玻璃体温计在使用中也存在一些致命的缺陷，如破碎的体温计可能造成水银污染、人体外伤等。随着科学技术的快速发展，一些结构新颖、使用方便的体温计相继问世。如显示直观的数字体温计、测量迅速的红外耳式体温计、红外额式体温计、体积小巧价格低廉的片式体温计、适于婴儿使用的奶嘴式体温计等。
(二)贝克曼温度计
德国化学家恩斯特·奥托·贝克曼通过使沸点升高和凝固点降低测量了一些物质的相对分子质量，改进了在溶液中测定分子量的凝固点法和沸点法；在这些测量中需要精确测量温差，他因此于1887年发明了分辨力可达0.001℃的温度计。为了纪念他的功绩，将其称作贝克曼温度计。也称这种温度计为“内标式可调量程温度计”。
贝克曼温度计的结构型式为内标式，浸没方式为局浸式。
贝克曼温度计的结构如图5所示。贝克曼温度计具有两个储液泡和两个标尺。其感温泡内的水银量是可调的。
图5 贝克曼温度计结构示意图
贝克曼温度计有两个储液泡:其中一个就是感温泡，与常规温度计一样，储存较多的水银，位于温度计的下方。另一个称为备用泡，储存较少的水银，在温度计的上方，与毛细管的上端相连，是比较复杂的回纹状结构。
贝克曼温度计有两个标尺，即标注非常明显的主标尺和位于备用泡处的副标尺。主标尺主要用于测量温差，其示值范围有0～4℃、0～5℃或0～6℃等。分度值为0.01℃，通过读数装置可以估读到0.001℃。副标尺表示温度计所测量温差的温度范围。因为在相差较大的不同的温度中测量温差，需要调整感温泡内的水银量。如温度较高，感温泡内的水银量就要少些，需要将多余水银储存到备用泡内。而温度较低时，感温泡内的水银量就要多些，需要将备用泡内的部分水银转移到感温泡内。在调整感温泡内的水银量时，要以副标尺作参考。贝克曼温度计的副标尺测量范围一般为-20℃～120℃，进口贝克曼温度计的也有-20℃～140℃和0℃～200℃。副标尺的分度值为2℃。
总之，贝克曼温度计主要用于不同温度范围内的高精度温差测量。贝克曼温度计自发明至今已有百余年的历史，它在工业和科学研究上曾起到积极的作用。但贝克曼温度计也存在操作繁琐、计算复杂等缺陷，现在使用量日趋减少。
目前高精度数字温度计已经非常普及，使用简单，功能完善，测量范围、最小分辨力和稳定性等技术指标也明显优于贝克曼温度计。
（三）其他专用温度计
专用玻璃液体温度计的品种、规格很多，广泛应用于石油、焦化、气象、海洋、船舶等行业，有的与普通玻璃液体温度计基本相近，有的结构非常特殊。
1.石油产品用温度计
石油产品标准已对石油产品的一系列性能作了规定，为确定这些性能参数，又制定了一系列试验方法标准。与温度测量有关的性能参数有凝点、结晶点、闪点、沸点、熔点、软化点、滴点、密度和黏度、发热量等。而这些参数的测量均需要专用的试验仪器。石油产品用温度计便是与这些试验仪器配用进行温度测量的。为了适应这些试验仪器的结构要求和被测参数温度的高低，需要设计出不同浸没深度和不同测温范围的温度计。为此，国家有关部门颁布了《石油产品试验用液体温度计技术条件》国家标准。高精密和普通石油产品用玻璃温度计的检定依据是JJG130-2011《工作用玻璃液体温度计》检定规程。
石油和石油产品都是易燃易爆物质，对于确定它的性能参数中的温度测量仪表的选择，并非是随意的。玻璃液体温度计是以体积改变进行测温的，因此，在测温过程中无自热效应，不需要采取防爆措施。用它在具有易燃易爆物质的现场进行温度测量是最安全的，它的这一优势，是电子类测温仪表无法比拟和无法取代的。这也是时至今日，无论是国内还是国外的石油行业仍广泛采用玻璃液体温度计的重要原因。
2.焦化产品用温度计
工业用煤炼焦过程产生的酚类、苯类、萘类等产品。为确定它们的性能参数，制定了试验方法标准。与温度测量有关的性能参数有结晶点、熔点、软化点、密度及蒸馏等。焦化产品用温度计也是配用相应的试验仪器进行测温的。国家有关部门颁布了《焦化产品用玻璃温度计》行业标准。焦化产品用玻璃温度计的检定依据是JJG130-2011《工作用玻璃液体温度计》检定规程。
3.气象用温度计
气象用温度计主要是为气象测量而设计的专用温度计，有的结构较为特殊，有的则与工作用玻璃液体温度计相近。它们不仅指测量大气的最高、最低温度和地面温度，还能用来测量空气的相对湿度及其风速。因此，气象用温度计除了用于气象测量外，在工业、农业、科学研究等对环境温度、湿度以及风速要求严格的场合也得到了广泛的应用。
气象用温度计应用的历史最为久远。为确保它们的示值准确和稳定，从制定温度计的技术标准、检定规程，到实施温度计的检定，在全国气象部门已形成一套完整的量值传递系统。
这里简要介绍气象用温度计的分类和用途。
（1）干、湿球温度计（见图8）
干、湿球温度计用于测量空气的温度和相对湿度。它是由测温范围、分度值、外观尺寸以及误差等几乎完全相同的两支温度计配对组成的。
测量前，用干净脱脂纱布的一端将湿球温度计的感温泡包裹住，另一端浸泡在盛有纯净水的容器内，注意纱布柱下垂时，应与温度计保持同轴(特别是带动力抽风的阿斯曼干湿温度计)，否则影响气流及蒸发速度。由于毛细作用使水顺纱布上升到包裹感温泡的纱布上端，湿润感温泡。感温泡上的水蒸发时要吸收热量，就会导致湿球温度计的温度示值下降，使之与干球温度计的示值产生示值差，根据这个温度差值，通过计算或查表可得出空气的相对湿度。空气越干燥，裹在湿球温度计感温泡上的纱布水分蒸发得就越快，示值低得就越多，干、湿温度计的温度差值就越大，反映出空气的相对湿度就越小。反之，当空气中的湿度大，水分蒸发慢时，干、湿温度计的示值差小，显示空气湿度大。
（2）最高和最低温度计（见图9）
属于结构特殊的温度计。用于测量环境的最高和最低温度。
（3）直管地温计、曲管地温计、地面温度计（见图10）。
用来测量地表面和具有一定深度的温度，温度计有一定的角度，方便观察读数。
4.海洋用温度计
在海洋学、海洋生物学、湖泊学、水产学等科学研究和海洋作业中，需要对表面水温度和深水温度进行测量。用一般结构的玻璃液体温度计直接进行测量是不行的，而需要用特殊结构和具有保护装置的海洋用温度计进行测量。
海洋用温度计有水温计、深水温度计和颠倒温度计，用于测量井水、江河水、湖泊水和水库水、海水的水温。
（1）水温计：适用于测量水的表层温度（见图11）
将一支水银温度计安装在特制金属套管内，套管开有可供读取温度计示值的窗孔，套管上端有一提环，以供系住绳索，套管下端旋紧着一只上部有孔的用于盛水的金属圆筒杯，水温计的感温泡位于金属圆筒杯的中央。水温计的测量范围为-6℃~+40℃，分度值为0.2℃。
表层水温的测定：将水温计投入水中至待测深度，感温5min后，迅速上提并立即读数。从水温计离开水面至读数完毕应不超过20s，读数完毕后，将筒内水倒净。因为圆筒杯内的水热容量远大于温度计感温泡的热容量，所以当温度计从水中取出直至读数完毕时，示值不会很快发生变化。
（2）深水温度计：适用于水深40m以内的水温测量（见图12）
其结构与水温计相似。盛水的圆筒杯较大，并有上、下活门，利用其放入水中和提升时自动开启和关闭，使筒内装满欲测温度的深度部位的水样。其测量范围为-2℃～+40℃，分度值为0.2℃。
测定方法：将深水温度计投入水中至欲测深度，感温后，圆筒的上、下活门自动关闭，使筒内装满测量部位的水样。提起后要迅速读数。由于其圆筒容积要比测水表层的水温计的大好几倍，且热容量更大，从感温角度分析，提起后的读数基本能反映出深水部位的温度。由于温度计是开放式的，处在深水部位和提升到水面后的温度计感温泡所受外压是不同的，两者的示值会有差别。通过用不受外压影响的其他类型温度计(如电子类的数显温度计)比较测试，这一差值会显现出来。
（3）颠倒温度计(闭式，见图13)
适用于测量水深在40m以上的各层水温，最深可达10000m。
5.船舶行业用船舶温度计（见图14）
