伽利略温度计

伽利略温度计（也称为伽利略温度计）是一种由玻璃圆筒组成并充满液体和浮体的温度计。

伽利略温度计根据液体中不同物体的浮力指示室温。 各种制造商都提供此类测量设备作为房间装饰品。

温度计由一个充满液体（例如油）的窄玻璃圆筒组成。 在液体中有几个（通常是 5 或 10 个）密度略有不同的小玻璃气球，出于装饰的原因，它们通常充满有色液体（水或乙醇），每个气球上都挂着一块小牌匾作为重物。 如果环境温度升高，圆柱体中的液体会膨胀，从而降低其密度，并且各个球体的密度相关静浮力会发生变化。

用于此的玻璃球，其直径大于圆柱体内径的一半（这意味着它们保持分层并且不会相互“超越”），以这样的方式一个放在另一个之上它们的平均密度从顶部球体到底部球体增加。

• 在一定温度下，所有平均密度小于周围液体平均密度的球体都会上升。
• 所有平均密度大于周围液体下沉的平均密度的球体。
• 如果液体随后升温，即其密度降低，则球从上方下沉，
• 随着液体冷却，液体密度增加，球体上升。

玻璃体经过校准，以便在液体中标牌上注明的温度下，它们要么漂浮在中间，要么在从上到下的浮球上指示温度。

普通伽利略温度计的测量范围约为 18 至 25 摄氏度，增量为一或两摄氏度。 以2°为间隔校准时，最低浮空玻璃体和最上层凹陷玻璃体的温度值的平均值也可以作为当前温度。 校准类型通常在说明书中描述。

由于玻璃是热的不良导体，并且液体的热量也会传递到内部大瓶及其填充液体（反之亦然），因此温度计跟随空气温度变化的速度很慢并且反应迟钝。 借助“大刻度”和液体的不同颜色，“远距离”也能很好地读取温度。

生产中的一个困难是平衡玻璃体的密度。为此，玻璃体的体积应该完全相同，或者单独确定排量并添加必要量的液体以获得正确的浮力。 （酒精）填充玻璃体的单面加热和熔化也需要工艺。

如果球形柱塞的外径仅略大于气缸的内径，则柱塞可能会卡在气缸中。 例如，当气缸倾斜时。 如果圆筒轴线绕水平方向反复旋转，则油填充物（对抗气泡）来回晃动，从而液体流动的阻力作用在浸没体上。 卡纸的楔角越小，作用在柱塞上的夹紧力就越大。 高夹紧力会导致玻璃与玻璃摩擦造成划痕，在最坏的情况下还会导致球体或圆柱体破裂。

因此，一般来说：

rK (1+cos(楔角)) ≥ rZ

和

rK：球体半径rZ：圆柱体半径

对于至少 45° 的楔角：

1.707 rK ≥ rZ → rK ≥ 0.586 rZ

对于更有利的 60° 楔角：

1.5 rK = rZ → rK = 2/3 rZ = 0.667 rZ

一个潜水球触及它上面和下面的轴。 如果温度标记能够相当自由地悬挂，rK 必须明显小于 0.667 rZ。

圆柱体和浸没球中必须存在足够大的气泡，以缓冲相应液体填充物的热膨胀，从而不存在可能导致玻璃容器破裂的压差。

油或酒精液体填充具有适合所需的密度效果并使设备能够抵抗运输过程中可能发生的霜冻。