无水银体温计用的液体合金温度载体和体温计制备方法

技术领域

本发明涉及一种无水银体温计用的液体合金温度载体及体温计的制备方法，属于医用体温计领域。

背景技术

水银作为温度载体的体温计，由于采用毒性较大的水银会危害环境和人体，口外已被限制使用。无水银体温计具有广泛的应用前景。

现在国内外均致力于开发无水银体温计，但是能有效取代水银的液体合金载体是一个主要的技术关键。专利CN1039162C提出了一种含Ga65-95，In5-22，Sn0-11，Sb0-2，Bi0-2的液体合金温度载体，专利CN1142415C提出一种组成(wt％)为Ga50-67，In23-30，Sn6-16，Cs0.01-10，Rb0.01-10，Zn0.5-5的低共溶液体合金可作为体温计温度载体。它们的熔点较低，在一定条件下可取代水银。但是它们保持液态的稳定性仍嫌不够。当温度较低(如低于5℃)或成分波动时，容易产生偏折和结晶，液体呈粘稠状态，影响温度载体的温度测定。另一方面，这些所述的合金中价格昂贵的In含量过高，有的还含有Cs，Rb等贵重金属，这导致液体合金价格过高，影响体温计的成本，成为无水银体温计推广应用的严重制约因素。

另外，由于液体合金与水银表面张力不同，它们与玻璃管壁的吸附力也明显大于水银与管壁的吸附力，因此水银体温计玻璃管的缩颈结构对于新型液体合金的体温计合金在测量后很难回复，影响体液合金通过缩颈结构上下自由流动(见图1)。

专利CN1039162C的镓/铟/锡合金的体温计在玻璃测量管与下部球体间没有缩颈结构，其测量管与球体连接部的截面与内径与测量管完全相同(见图2)。该申请提出在测量管里施以水涂层，并使液体合金微氧化的方法，依靠该液体合金与测量管有更大的粘着力，可以使合金液柱在测量后断开。实际上，这种方法是很难控制和实施的，其可靠性和重复性也较差。

由此可见，无水银体温计不仅载体上需考虑无毒而且需考虑成本不能过高之外，还必须对体温计的缩颈结构予以改进，才能满足需要。

发明内容

针对已有报道所存在的问题和不足。本发明拟对无水银温度计的无毒液体合金温度载体组分进行改进而且对体温计的缩颈结构作了重大改进。本发明调整和改进了作为温度载体的液体合金的组成元素和成分范围，不仅降低了昂贵的In的含量，而且加入了重量组成比为21.6∶78.4，熔点为-12.63℃的Na-K液体合金和少量的金属Li，能明显提高液体合金的低温稳定性，能在近0℃的低温下保持稳定状态，而且能显著地降低了液态合金的成本，可以更好地取代水银，满足无水银体温计的推广使用要求。

本发明提供的无水银体温计用的液体温度合金载体是一种低熔点镓铟锡钾钠锂(CaInSnKNaLi)合金，它可以取代水银，且无毒性，可以用作标本体温表(5～42℃)和其它温度仪表的温度载体。

本发明提供的新型体温计用的液体合金温度载体镓铟锡钾钠锂合金的成分(wt％)范围是：Ga：65-80，In：3-20，Sn：1-15，Na和K：0.001-5，Li：0.001-2.0；Na-K重量比为21.6∶78.4，它在5～42℃范围内保持稳定的低熔点合金。

本合金按组分比例在真空状态下，或在Ar气惰性气体保护下加热，熔制温度为300～350℃，经过滤制取银白色合金。

本液体合金的特点是：能在3～42℃下保持稳定液态，不会从液体合金中析出固体析出相。

本发明同时提出并设计了适应新液体合金内聚力和黏附力的特点，实施简便易行，使用可靠的无水银体温计新的缩颈结构和制作方法，即对内径为圆形或椭圆形的玻璃毛细管(内径约为Φ0.05～0.1mm)抽真空，用煤气或氧乙炔喷灯等火焰尖端加热毛细管拟缩颈处的微小区域，该点处玻璃受热软化，在大气压力作用下，毛细管玻璃内壁向管内鼓泡，毛细管内形成向内的圆弧形鼓泡，当利用投影仪观察到圆弧鼓泡紧贴着毛细管壁的对面壁时，即停止加热毛细管内形成一鼓起的圆弧小泡(见图3)，这样形成的弧形缩颈结构，既有利于液体合金随温度变化上下流动，又便于在体温表测量后液体合金在小泡缩颈处断开，而且在投影仪的监测下能很容易地做到每只体温计具有基本相同地缩颈结构和使用性能，有利于保证无水银体温计的质量。投影仪的放大倍数为100倍。

本发明的特点是显而易见的：

(1)用不含水银成分的液体合金温度载体，取代常用的水银温度载体，且所述液体合金温度载体的成本又低于报道的无水银温度载体；而且能在5～42℃温度下保持更好的液体稳定性。

(2)设计了一种缩颈结构，不仅制作方便而且实用。

附图说明

图1普通水银体温计玻璃毛细管的缩颈结构。

图2CN1031962C所述的体温计中玻璃毛细管无缩颈结构。

图3本发明提供的体温计中玻璃毛细管鼓泡式缩颈结构示意图(正面和侧面)。

图4本发明提供的毛细管鼓泡结构制备工艺示意图。

图中1.玻璃毛细管内壁鼓泡缩颈，2.投影仪，3.煤气或氧乙炔喷灯

具体实施方式

下面通过具体实施例介绍，进一步阐述本发明实质性特点和显著的进步。

实施例1

在Ar气保护下或真空状态加热熔制镓铟锡钾钠锂合金，经过滤制取银白色液体合金，待用。

取内径为Φ0.06mm玻璃毛细管，对其内壁抽真空至10^-2大气压，用煤气喷灯火焰尖端对毛细管拟缩颈部位微小区域加热毛细管，使其内壁软化鼓泡，用放大100倍的投影仪观察和控制鼓泡大小，当小泡鼓至对面管壁，即停止加热。保证毛细管形成小泡状的缩颈结构。

使用灯工技术使毛细管缩颈部下端与玻璃球形柱体相连，构成体温计一端开口的玻璃管坯体。

在高真空下(10^-6大气压)利用液体合金与真空的压力差灌装液体合金至体温计玻璃管中。将体温计已灌好液体合金的球体分别置于10℃和42℃的水中，标定液柱的温度标记，并将体温计毛细管上部开口端封闭，即制成无水银无毒新型液体合金做温度载体，具有可靠的特殊缩颈结构的体温计。

本实施例中所制得液体合金的组分是(wt％)：Ga 75，In 15，Sn 5，Na-K 4.0，Li 1.0。

实施例2

所述的液体合金温度载体的重量百分组成为Ga 65，In 20，Sn 11，Na-K 3.5，Li 0.5。玻璃毛细管直径为0.05mm，其余同实施例1。

实施例3

液体合金温度载体的重量百分组分为Ga 70，In 15，Sn 13.95，Na-K 1，Li 0.05。玻璃毛细管直径为0.08mm，其余同实施例1。