專利名稱：無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體和體溫計(jì)制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體及體溫計(jì)的制備方法，屬于醫(yī)用體溫計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水銀作為溫度載體的體溫計(jì)，由于采用毒性較大的水銀會(huì)危害環(huán)境和人體，口外已被限制使用。無(wú)水銀體溫計(jì)具有廣泛的應(yīng)用前景。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外均致力于開發(fā)無(wú)水銀體溫計(jì)，但是能有效取代水銀的液體合金載體是一個(gè)主要的技術(shù)關(guān)鍵。專利CN1039162C提出了一種含Ga65-95，In5-22，Sn0-11，Sb0-2，Bi0-2的液體合金溫度載體，專利CN1142415C提出一種組成(wt％)為Ga50-67，In23-30，Sn6-16，Cs0.01-10，Rb0.01-10，Zn0.5-5的低共溶液體合金可作為體溫計(jì)溫度載體。它們的熔點(diǎn)較低，在一定條件下可取代水銀。但是它們保持液態(tài)的穩(wěn)定性仍嫌不夠。當(dāng)溫度較低(如低于5℃)或成分波動(dòng)時(shí)，容易產(chǎn)生偏折和結(jié)晶，液體呈粘稠狀態(tài)，影響溫度載體的溫度測(cè)定。另一方面，這些所述的合金中價(jià)格昂貴的In含量過(guò)高，有的還含有Cs，Rb等貴重金屬，這導(dǎo)致液體合金價(jià)格過(guò)高，影響體溫計(jì)的成本，成為無(wú)水銀體溫計(jì)推廣應(yīng)用的嚴(yán)重制約因素。
另外，由于液體合金與水銀表面張力不同，它們與玻璃管壁的吸附力也明顯大于水銀與管壁的吸附力，因此水銀體溫計(jì)玻璃管的縮頸結(jié)構(gòu)對(duì)于新型液體合金的體溫計(jì)合金在測(cè)量后很難回復(fù)，影響體液合金通過(guò)縮頸結(jié)構(gòu)上下自由流動(dòng)(見圖1)。
專利CN1039162C的鎵/銦/錫合金的體溫計(jì)在玻璃測(cè)量管與下部球體間沒(méi)有縮頸結(jié)構(gòu)，其測(cè)量管與球體連接部的截面與內(nèi)徑與測(cè)量管完全相同(見圖2)。該申請(qǐng)?zhí)岢鲈跍y(cè)量管里施以水涂層，并使液體合金微氧化的方法，依靠該液體合金與測(cè)量管有更大的粘著力，可以使合金液柱在測(cè)量后斷開。實(shí)際上，這種方法是很難控制和實(shí)施的，其可靠性和重復(fù)性也較差。
由此可見，無(wú)水銀體溫計(jì)不僅載體上需考慮無(wú)毒而且需考慮成本不能過(guò)高之外，還必須對(duì)體溫計(jì)的縮頸結(jié)構(gòu)予以改進(jìn)，才能滿足需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)已有報(bào)道所存在的問(wèn)題和不足。本發(fā)明擬對(duì)無(wú)水銀溫度計(jì)的無(wú)毒液體合金溫度載體組分進(jìn)行改進(jìn)而且對(duì)體溫計(jì)的縮頸結(jié)構(gòu)作了重大改進(jìn)。本發(fā)明調(diào)整和改進(jìn)了作為溫度載體的液體合金的組成元素和成分范圍，不僅降低了昂貴的In的含量，而且加入了重量組成比為21.6∶78.4，熔點(diǎn)為-12.63℃的Na-K液體合金和少量的金屬Li，能明顯提高液體合金的低溫穩(wěn)定性，能在近0℃的低溫下保持穩(wěn)定狀態(tài)，而且能顯著地降低了液態(tài)合金的成本，可以更好地取代水銀，滿足無(wú)水銀體溫計(jì)的推廣使用要求。
本發(fā)明提供的無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體溫度合金載體是一種低熔點(diǎn)鎵銦錫鉀鈉鋰(CaInSnKNaLi)合金，它可以取代水銀，且無(wú)毒性，可以用作標(biāo)本體溫表(5～42℃)和其它溫度儀表的溫度載體。
本發(fā)明提供的新型體溫計(jì)用的液體合金溫度載體鎵銦錫鉀鈉鋰合金的成分(wt％)范圍是Ga65-80，In3-20，Sn1-15，Na和K0.001-5，Li0.001-2.0；Na-K重量比為21.6∶78.4，它在5～42℃范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的低熔點(diǎn)合金。
本合金按組分比例在真空狀態(tài)下，或在Ar氣惰性氣體保護(hù)下加熱，熔制溫度為300～350℃，經(jīng)過(guò)濾制取銀白色合金。
本液體合金的特點(diǎn)是能在3～42℃下保持穩(wěn)定液態(tài)，不會(huì)從液體合金中析出固體析出相。
本發(fā)明同時(shí)提出并設(shè)計(jì)了適應(yīng)新液體合金內(nèi)聚力和黏附力的特點(diǎn)，實(shí)施簡(jiǎn)便易行，使用可靠的無(wú)水銀體溫計(jì)新的縮頸結(jié)構(gòu)和制作方法，即對(duì)內(nèi)徑為圓形或橢圓形的玻璃毛細(xì)管(內(nèi)徑約為Φ0.05～0.1mm)抽真空，用煤氣或氧乙炔噴燈等火焰尖端加熱毛細(xì)管擬縮頸處的微小區(qū)域，該點(diǎn)處玻璃受熱軟化，在大氣壓力作用下，毛細(xì)管玻璃內(nèi)壁向管內(nèi)鼓泡，毛細(xì)管內(nèi)形成向內(nèi)的圓弧形鼓泡，當(dāng)利用投影儀觀察到圓弧鼓泡緊貼著毛細(xì)管壁的對(duì)面壁時(shí)，即停止加熱毛細(xì)管內(nèi)形成一鼓起的圓弧小泡(見圖3)，這樣形成的弧形縮頸結(jié)構(gòu)，既有利于液體合金隨溫度變化上下流動(dòng)，又便于在體溫表測(cè)量后液體合金在小泡縮頸處斷開，而且在投影儀的監(jiān)測(cè)下能很容易地做到每只體溫計(jì)具有基本相同地縮頸結(jié)構(gòu)和使用性能，有利于保證無(wú)水銀體溫計(jì)的質(zhì)量。投影儀的放大倍數(shù)為100倍。
本發(fā)明的特點(diǎn)是顯而易見的(1)用不含水銀成分的液體合金溫度載體，取代常用的水銀溫度載體，且所述液體合金溫度載體的成本又低于報(bào)道的無(wú)水銀溫度載體；而且能在5～42℃溫度下保持更好的液體穩(wěn)定性。
(2)設(shè)計(jì)了一種縮頸結(jié)構(gòu)，不僅制作方便而且實(shí)用。


圖1普通水銀體溫計(jì)玻璃毛細(xì)管的縮頸結(jié)構(gòu)。
圖2CN1031962C所述的體溫計(jì)中玻璃毛細(xì)管無(wú)縮頸結(jié)構(gòu)。
圖3本發(fā)明提供的體溫計(jì)中玻璃毛細(xì)管鼓泡式縮頸結(jié)構(gòu)示意圖(正面和側(cè)面)。
圖4本發(fā)明提供的毛細(xì)管鼓泡結(jié)構(gòu)制備工藝示意圖。
圖中1.玻璃毛細(xì)管內(nèi)壁鼓泡縮頸，2.投影儀，3.煤氣或氧乙炔噴燈具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例介紹，進(jìn)一步闡述本發(fā)明實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
實(shí)施例1在Ar氣保護(hù)下或真空狀態(tài)加熱熔制鎵銦錫鉀鈉鋰合金，經(jīng)過(guò)濾制取銀白色液體合金，待用。
取內(nèi)徑為Φ0.06mm玻璃毛細(xì)管，對(duì)其內(nèi)壁抽真空至10-2大氣壓，用煤氣噴燈火焰尖端對(duì)毛細(xì)管擬縮頸部位微小區(qū)域加熱毛細(xì)管，使其內(nèi)壁軟化鼓泡，用放大100倍的投影儀觀察和控制鼓泡大小，當(dāng)小泡鼓至對(duì)面管壁，即停止加熱。保證毛細(xì)管形成小泡狀的縮頸結(jié)構(gòu)。
使用燈工技術(shù)使毛細(xì)管縮頸部下端與玻璃球形柱體相連，構(gòu)成體溫計(jì)一端開口的玻璃管坯體。
在高真空下(10-6大氣壓)利用液體合金與真空的壓力差灌裝液體合金至體溫計(jì)玻璃管中。將體溫計(jì)已灌好液體合金的球體分別置于10℃和42℃的水中，標(biāo)定液柱的溫度標(biāo)記，并將體溫計(jì)毛細(xì)管上部開口端封閉，即制成無(wú)水銀無(wú)毒新型液體合金做溫度載體，具有可靠的特殊縮頸結(jié)構(gòu)的體溫計(jì)。
本實(shí)施例中所制得液體合金的組分是(wt％)Ga 75，In 15，Sn 5，Na-K 4.0，Li 1.0。
實(shí)施例2所述的液體合金溫度載體的重量百分組成為Ga 65，In 20，Sn 11，Na-K 3.5，Li 0.5。玻璃毛細(xì)管直徑為0.05mm，其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3液體合金溫度載體的重量百分組分為Ga 70，In 15，Sn 13.95，Na-K 1，Li 0.05。玻璃毛細(xì)管直徑為0.08mm，其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體，其特征在于為一種在5～42℃保持穩(wěn)定液體的低熔點(diǎn)鎵銦錫鉀鈉鋰合金，重量百分組分為Ga65-80，In3-20，Sn1-15，Na和K0.001-5，Li0.001-2.0；Na-K重量比為21.6∶78.4。
2.按權(quán)利要求1所述的無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體，其特征在于合金配制的重量百分比組成為Ga 75，In 15，Sn 5，Na-K 4.0，Li 1.0。
3.按權(quán)利要求1所述的無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體，其特征在于所述合金的重量百分比組成為Ga 65，In 20，Sn11，Na-K 3.5，Li 0.5。
4.按權(quán)利要求1所述的無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體，其特征在于所述合金的重量百分比組成為Ga 70，In 15，Sn13.95，Na-K1，Li 0.05。
5.制備如權(quán)利要求1或2所述的液體溫度載體的體溫計(jì)的方法，其特征在在于制備步驟是(a)在Ar氣保護(hù)下或真空狀態(tài)加熱熔制鎵銦錫鉀鈉鋰合金，經(jīng)過(guò)濾制取銀白色液體合金，熔制溫度為300～350℃；(b)取內(nèi)徑為Φ0.05～0.1mm玻璃毛細(xì)管，對(duì)其內(nèi)壁抽真空至10-2大氣壓，用煤氣或氧乙炔噴燈火焰尖端對(duì)毛細(xì)管擬縮頸部位微小區(qū)域加熱毛細(xì)管，使其內(nèi)壁軟化鼓泡，用投影儀觀察和控制鼓泡大小，當(dāng)小泡鼓至對(duì)面管壁，即停止加熱。保證毛細(xì)管形成弧形的縮頸結(jié)構(gòu)；(c)使用燈工技術(shù)使毛細(xì)管縮頸部下端與玻璃球形柱體相連，構(gòu)成體溫計(jì)一端開口的玻璃管坯體；(d)在10-6大氣壓高真空下利用液體合金與真空的壓力差灌裝液體合金至體溫計(jì)玻璃管中。將體溫計(jì)已灌好液體合金的球體分別置于10℃和42℃的水中，標(biāo)定液柱的溫度標(biāo)記，并將體溫計(jì)毛細(xì)管上部開口端封閉，即制成無(wú)水銀液體合金做溫度載體，具有弧形縮頸結(jié)構(gòu)的體溫計(jì)。
6.按權(quán)利要求5所述的液體溫度載體的體溫計(jì)的制備方法，其特征在于弧形小泡緊貼毛細(xì)管的對(duì)面內(nèi)壁。
7.按權(quán)利要求5所述的液體溫度載體的體溫計(jì)的制備方法，其特征在于玻璃毛細(xì)管內(nèi)徑為圓形或橢圓形。
8.按權(quán)利要求5所述的液體溫度載體的體溫計(jì)的制備方法，其特征在于投影儀觀察時(shí)放大倍數(shù)為100倍。
全文摘要
一種無(wú)水銀體溫計(jì)用的液體合金溫度載體及體溫計(jì)的制備方法，其特征在于所述的溫度載體是一種在5～42℃保持穩(wěn)定液體的低熔點(diǎn)鎵銦錫鉀鈉鋰合金，重量百分組分為Ga65－80，In3－20，Sn1－15，Na和K0.001－5，Li0.001－2.0；Na－K重量比為21.6∶78.4；其制備步驟是先在Ar氣保護(hù)下或真空狀態(tài)加熱到300－350℃熔制鎵銦錫鉀鈉鋰合金；取內(nèi)徑為Φ0.05～0.1mm玻璃毛細(xì)管，用煤氣或氧乙炔噴燈火焰尖端對(duì)毛細(xì)管擬縮頸部位微小區(qū)域加熱毛細(xì)管，使其內(nèi)壁軟化鼓泡，用投影儀觀察和控制鼓泡大小，使小泡鼓至對(duì)面管壁；然后使毛細(xì)管縮頸部下端與玻璃球形柱體相連，構(gòu)成體溫計(jì)一端開口的玻璃管坯體；標(biāo)定液柱的溫度標(biāo)記，并將體溫計(jì)毛細(xì)管上部開口端封閉。
文檔編號(hào)G01K5/00GK1818576SQ20061002461
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者王衛(wèi)建, 劉培銀 申請(qǐng)人:王衛(wèi)建