圓表溫度記錄儀是一種經典的機械式溫度記錄裝置,其核心運作依賴于雙金屬片驅動系統與熱電偶傳感技術的協同工作。
雙金屬片驅動系統是記錄儀的動力與記錄核心。該系統由兩種熱膨脹系數不同的金屬片壓合而成,常采用黃銅與因瓦合金組合。當環境溫度變化時,雙金屬片因兩側金屬的膨脹率差異而發生彎曲形變。這一機械形變通過杠桿放大機構轉化為旋轉運動,驅動記錄筆在圓形刻度圖表上劃出軌跡。圓形圖表由鐘表機構驅動勻速旋轉(通常24小時或7天一周),從而形成溫度隨時間變化的連續曲線。該系統結構堅固、無需外部電源,但精度有限(通常±1°C),響應速度較慢。
熱電偶傳感技術則用于提升測量精度與擴展范圍。熱電偶基于塞貝克效應:兩種不同導體連接成回路時,若兩端存在溫差,回路中便產生熱電勢。記錄儀采用耐高溫的K型(鎳鉻-鎳硅)或J型(鐵-康銅)熱電偶,將測量端置于待測環境,參考端連接記錄儀內部的冷端補償電路。產生的微電壓經放大后驅動伺服電機,帶動記錄筆運動。此技術可實現-200°C至1800°C的寬溫域測量,精度可達±0.5°C,且響應迅速。
在實際應用中,兩種技術常結合使用:雙金屬片系統提供基礎穩定的機械記錄框架,而熱電偶負責高精度傳感,尤其適用于工業高溫場景。現代記錄儀還會集成數字化模塊,將模擬曲線轉化為數字信號,便于數據傳輸與分析。
這兩種技術的融合,使圓表溫度記錄儀在食品儲運、工業生產、實驗室監測等領域持續發揮著重要作用,體現了經典機械設計與現代傳感技術的有效結合。