Haben ungenaue Temperaturmessungen schon einmal dazu geführt, dass Ihre Experimente fehlschlugen oder Produkte verschrottet wurden? Während Bimetallthermometer weit verbreitet sind, können längerer Betrieb oder unsachgemäße Handhabung leicht zu Messungenauigkeiten führen. Dieser Artikel untersucht eingehend die Ursachen von Ungenauigkeiten bei Bimetallthermometern und bietet detaillierte Kalibrierungsanleitungen, um Ihnen zu helfen, Kalibrierungstechniken zu beherrschen und zuverlässige Messungen sicherzustellen.

Ein Bimetallthermometer misst die Temperatur, indem es die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von zwei verbundenen Metallen nutzt. Seine Kernkomponente besteht aus zwei Metallstreifen (typischerweise Stahl und Kupfer) mit unterschiedlichen Ausdehnungsraten. Bei Temperaturänderungen führt die differentielle Ausdehnung dazu, dass sich der Bimetallstreifen biegt. Diese Biegung, die proportional zur Temperaturänderung ist, wird durch mechanische oder elektronische Mechanismen in eine Temperaturanzeige umgewandelt.

Bekannt für ihre einfache Konstruktion, Haltbarkeit und Erschwinglichkeit, werden Bimetallthermometer ausgiebig verwendet in:

• Industrielle Prozesse: Überwachung der Temperaturen in chemischen Reaktoren, Lebensmittelverarbeitungsanlagen usw.
• HLK-Systemen: Messung der Raumtemperaturen, Rohrtemperaturen
• Meteorologische Beobachtungen: Aufzeichnung der Luft- und Bodentemperaturen
• Lebensmittelsicherheit: Messung der Kerntemperaturen von Lebensmitteln

Mehrere Faktoren können die Messgenauigkeit während des Betriebs beeinträchtigen:

• Längere Nutzung: Metallermüdung reduziert die Elastizität des Streifens
• Starke Vibrationen: Können den Bimetallstreifen verformen oder lockern
• Thermischer Schock: Häufige, schnelle Temperaturänderungen erzeugen Spannungen
• Umweltbedingte Korrosion: Rost oder chemischer Abbau beeinträchtigen die Leistung
• Überlastung: Überschreiten der Messgrenzen führt zu dauerhafter Verformung
• Unsachgemäße Lagerung: Hohe Luftfeuchtigkeit oder extreme Temperaturen verschlechtern die Komponenten

Nicht kalibrierte Thermometer können zu Folgendem führen:

• Fehlerhafte Produkte aufgrund ungenauer Prozesstemperaturen
• Sicherheitsrisiken in kritischen Anwendungen
• Energieverschwendung in Klimaanlagen
• Kompromittierte experimentelle Daten

Diese Technik verwendet den stabilen Referenzpunkt von 0 °C (32 °F) von Eiswasser:

Materialien: Zerkleinertes Eis, destilliertes Wasser, isolierter Behälter

Verfahren:

1. Erstellen Sie eine Eisschlämme mit minimalem Wasser im Behälter
2. Tauchen Sie den Sensorbereich des Thermometers ein, ohne die Behälterwände zu berühren
3. Nach der Stabilisierung (typischerweise 3-5 Minuten) überprüfen Sie die 0 °C-Anzeige
4. Passen Sie die Kalibrierungsschrauben an, falls Abweichungen bestehen
5. Wiederholen Sie den Vorgang zur Überprüfung

Wichtige Überlegungen:

• Verwenden Sie destilliertes Wasser, um Auswirkungen von Verunreinigungen zu vermeiden
• Behalten Sie ein ausreichendes Eisvolumen bei
• Vermeiden Sie thermische Interferenzen während der Kalibrierung

Dieser Ansatz verwendet den Siedepunkt von Wasser (variiert mit dem atmosphärischen Druck):

Materialien: Destilliertes Wasser, Heizgerät, Barometer

Verfahren:

1. Kochen Sie destilliertes Wasser in einem sauberen Gefäß
2. Tauchen Sie den Sensorbereich des Thermometers ein
3. Notieren Sie den lokalen atmosphärischen Druck
4. Berechnen Sie den angepassten Siedepunkt: 100 °C + [(Lokaler Druck - 101,325 kPa) × 0,037 °C/kPa]
5. Vergleichen Sie die Anzeige mit dem angepassten Wert und kalibrieren Sie entsprechend

Wichtige Überlegungen:

• Eine präzise Druckmessung ist unerlässlich
• Stellen Sie eine vollständige Immersion des Sensors sicher
• Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Höhe auf den Siedepunkt

Für Thermometer, die innerhalb bestimmter Bereiche verwendet werden, verwendet diese Methode Referenzinstrumente:

Materialien: Zertifiziertes Referenzthermometer, temperaturgesteuertes Bad

Verfahren:

1. Stellen Sie das Bad auf die Zieltemperatur ein (z. B. 55 °C für Anwendungen im Bereich der Lebensmittelsicherheit)
2. Platzieren Sie beide Thermometer im Bad
3. Vergleichen Sie die Anzeigen nach der Stabilisierung
4. Passen Sie die Kalibrierung an, um den Referenzwerten zu entsprechen

Wichtige Überlegungen:

• Verwenden Sie hochgenaue Referenzinstrumente
• Stellen Sie identische Eintauchtiefen sicher
• Wählen Sie stabile Temperaturquellen

• Reinigen Sie das Thermometer gründlich
• Überprüfen Sie es auf physische Schäden
• Sammeln Sie geeignete Werkzeuge (Kalibrierungsschlüssel usw.)
• Wählen Sie die Methode basierend auf den Anwendungsanforderungen

Thermometer ohne Einstellmechanismen oder solche, die wiederholte Kalibrierungsversuche nicht bestehen, erfordern eine Wartung oder einen Austausch durch den Hersteller.

• Jährliche Kalibrierung für allgemeine Anwendungen
• Vierteljährlich oder monatlich für präzisionskritische Anwendungen
• Unmittelbar nach mechanischem Schock oder extremer Exposition

Neue Instrumente sollten immer vor der ersten Verwendung kalibriert werden, es sei denn, sie werden von einer aktuellen Zertifizierung begleitet. Instrumente, die über einen längeren Zeitraum gelagert wurden oder fragwürdige Messwerte aufweisen, erfordern ebenfalls eine Überprüfung.