水银体温计，是怎么做出来的？
中科院物理所2020-03-01 21:40
大家都知道，伽利略发明了第一支温度计...今天我们要写的就是这平平无奇，但是国民度一级棒的温度计了。虽然近来街上用的、店里卖的，都已经是红外额温枪、耳温枪的天下了，但是谁心里没有一只怀旧的水银体温计呢？
测温原理
玻璃管温度计是利用了液体热胀冷缩的原理，不同液体有不同的热膨胀系数，随着温度的变化，体积也会变化。伽利略当年用的是水当媒介，而现在常见的有水银、酒精、煤油等介质的温度计。我们再考虑上沸点和凝固点的温度，温度计也就有了不同的适用场景，比如水银的凝固点是 -39℃，在大东北严冬的室外，可能就要凝固没法量温度了...而酒精的沸点 78.5℃ 也不能用来测高温的液体…
不过因为水银暴露在外，会对健康和环境不利，我们九年义务教育的时候都在书上学到过日本那个水俣（yǔ）病吧？现在根据国际上《关于汞的水俣公约》，从今年起，我国也将禁止生产和进出口含汞产品，水银温度计也将逐渐退出历史舞台（边写边抬眼看了手边的这根绝版货）...
玻璃管拉颈
温度计是由充满水银的玻璃泡和刻着刻度的玻璃直管构成的。首先要对直管进行拉颈处理。把玻璃管固定住，玻璃管边旋转，边被火焰加热。
玻璃管下方就用气泵打入空气，就让加热的玻璃管区域会逐渐形成一个气泡，因为玻璃已经软了，就跟小口吹了个气球一样...其他未加热的地方，则还是细细的管道。
把玻璃管在气泡处折断，断口就形成一个漏斗状...这是我们体温计的直管部分了。
接泡处理
接泡处理指的是底下那个装水银的玻璃泡，要把它和玻璃直管结合在一起。取一根较短的中空玻璃管子，把这个漏斗插入短玻璃管子上。
同样上头的直管边旋转，边被火焰加热，好让它们熔接在一起。
漏斗和短玻璃棒之间的管道，就这么打通了！
体温计的缩喉
体温计和其他温度计有一个重要的区别，就是测完温度后，水银温度计的数据会保持不变，直到你用力地把水银甩回原位（有时候甚至因为甩得过猛而摔碎）...这就要看体温计的特殊结构了，注意看下图，玻璃泡和直玻璃管之间有一个弯曲的细管，叫做「缩口」。
制作过程就看手艺了：工人在缩喉灯上熔烧喉泡中部，然后镊子再快速一夹，就形成一个弯折的扁狭通道...
体温计在高温时，水银柱会膨胀上升，而当把体温计拔出时，水银遇冷收缩，就在缩口处断开，直管内的水银就不上不下，进退两难，有种「前面的兄弟，为何不等我」的感觉，也就仍保持原来的水银柱高度不变了。下面画红圈的就是缩口，水银是在这里分的手…
密封玻璃泡
接着用火焰加热玻璃泡下部。
冷却凝固后，就形成一个玻璃泡，这里头是用来存储水银的。
密封玻璃泡
水银直接暴露在外面是对人体有害的，所以现在都用高科技的密封灌水银法，下面这个大罐子就是灌水银的装置…先用真空泵抽出玻璃管内的空气，然后真空的玻璃管就能把水银吸入其中。
密封玻璃管
灌好水银后，末端被火焰加热并封闭。
刻度定点
接着就要给温度计标记刻度点了。以前逛五金店，看摆在那边的温度计们标刻度好像会有些并不完全一样？或长或短，刻度是有些细微差别。之前有一位小可爱对温度计标刻度提出了以下观点：
逻辑严密，十分正确！就是先灌的水银，然后把温度计放在固定的几个温度，例如 35 、42℃，做个记号进行定点（这里是用小刀标石蜡...）
因为玻璃管的毛细大小并不完全一样，所以标记的位置也不相同。接着要将这两个标记和一个网格纸进行比较，从而将标定位置相同的分为一类，刻上合适的刻度表，也就是每一支这样操作完成出厂的温度计或体温计，他们的度量都准，但刻线可能并不一样。
人工检定
接着还要做人工的检定，这里的活儿还挺多的，比如玻璃表面是否光滑均匀？刻度是否清晰？管内有无杂质等等...体温计虽小，工序真是挺多。
也只有经过这些工序之后的合格体温计，才可以包装出厂后送到各大医院、诊所、药房、商店进行售卖。
等等！小编还有话说
小时候打破温度计，惊奇地发现水银珠在地上居然是圆滚滚的？充满好奇心和求知欲的我兴奋地玩半天（危险！！！请勿模仿！），直到听到声响的家人赶来差点揍我一顿。每每回想，总有一种命大的庆幸和后怕...我都忘记有没有开大窗通风过了...
校对：Cast + 江小丧
截图：阳哥
文中 Gif 截取自 Discovery 的《How it's Made》S12E03 以及央视科教《走近科学》解码科技史20180430》
来源：有趣的制造
编辑：aki
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