Ministério da Indústria e Comércio
Instituto Nacional de Pesos e Medidas - INPM
Portaria INPM nº. 21 de 18 de abril de 1974
O Diretor-geral do Instituto Nacional de Pesos e Medidas, do Ministério da Indústria e do
Comércio, usando das atribuições que lhe confere o artº 4º, letra “g” do Decreto-lei nº 240, de
28 de fevereiro de 1967,
Considerando que o Brasil conta com vários fabricantes de termômetros baseados na dilatação
de líquido em vidro, que se orientam em diversas normas para produção de seus instrumentos;
Considerando que existe uma Recomendação Internacional (ISO/R 386) adaptável às condições
brasileiras;
Considerando que o atendimento a estas Recomendações permitirá melhor competição entre o
produto nacional com os similares estrangeiros,
Resolve:
Art. 1º
Aprovar as Instruções que com esta baixa, relativas aos PRINCÍPIOS GERAIS DE
CONSTRUÇÃO E DE AFERIÇÃO DE TERMÔMETROS DE LABORATÓRIO
BASEADOS NA DILATAÇÃO DE LÍQUIDO EM VIDRO.
Art. 2º
A presente portaria entrará em vigor na data de sua publicação, revogadas as
disposições em contrário.
Moacir Reis
Diretor-geral do INPM
1
INSTRUÇÕES A QUE SE REFERE A PORTARIA INPM Nº 21, DE 18 DE ABRIL DE 1974
Instruções relativas aos princípios gerais de construção e de aferição de termômetros de
laboratório baseados na dilatação de líquido em vidro.
1.
Objetivo
As presentes Instruções, baseadas na Recomendação ISO/R-386, destinam-se a
fornecer as diretrizes para elaboração de especificações gerais concernentes aos
termômetros de laboratório baseados na dilatação de líquido em vidro. Estes
termômetros caracterizam-se por serem constituídos de um reservatório de vidro
cheio de líquido, em comunicação com um tubo capilar também de vidro. Uma
escala é associada ao tubo, de modo que a temperatura possa ser lida em
função da altura atingida pelo líquido no tubo.
2.
Tipos de termômetros
Distinguem-se dois tipos fundamentais de termômetros de laboratório baseados
na dilatação de líquido em vidro:
2.1
Termômetro gravado na haste
Termômetro formado por uma haste constituída de um tubo capilar de parede
espessa, na qual a escala está marcada de modo permanente.
2.2
Termômetro de escala protegida
Termômetro formado por uma haste capilar e uma escala gravada sobre uma
régua distinta, ambas protegidas por um estojo de vidro.
3.
Escala de temperatura
A Escala de Temperatura de Referência é a Escala Internacional Prática de
Temperatura, conforme a última definição da Conferência Geral de Pesos e
Medidas.
4.
Imersão
Para medir uma temperatura, utilizar um dos seguintes métodos:
a) - ou o reservatório e a parte do tubo capilar cheia de líquido serão totalmente
imersos no meio cuja temperatura se quer medir;
b) - ou então medem-se a temperatura e o comprimento da parte do tubo capilar
cheia de líquido e que emerge do meio, introduzindo-se uma correção para levar
em consideração todas as diferenças entre o valor medido e o valor especificado
da temperatura da coluna líquida emergente.
Definições:
4.1
Termômetros de imersão total
Termômetros cuja indicação é correta quando ele é imerso, pelo menos, até a
extremidade da coluna líquida, no meio cuja temperatura se quer medir.
Nota: Deve ser especificado quando, em casos especiais, para se obter uma
indicação correta, o termômetro tiver que ser completamente imerso no meio.
4.2
Termômetro de imersão parcial
Termômetro cuja indicação é correta quando ele é imerso até uma altura
prescrita e quando a coluna líquida emergente se encontra nas condições
determinadas.
4.3
Coluna líquida emergente
Parte do tubo capilar cheia do líquido de enchimento do termômetro, que não
2
está imersa no meio cuja temperatura se quer medir.
5.
Vidro
O vidro será tal que o termômetro pronto apresente os seguintes característicos:
5.1
As tensões no interior do vidro serão a um nível suficientemente baixo, a fim de
diminuir as possibilidades de ruptura por choques térmicos ou mecânicos.
5.2
O vidro do reservatório será estabilizado por meio de um tratamento térmico
apropriado, a fim de satisfazer as prescrições do capítulo 10 concernentes à
precisão.
5.3
Quando o termômetro estiver pronto, os erros resultantes das propriedades
termométricas do vidro utilizado para o reservatório, não ultrapassarão os limites
fixados no capítulo 10.
Nota: A temperatura máxima na qual um vidro pode ser utilizado é função da
estabilidade requerida,e está relacionada com a viscosidade do vidro na
temperatura em questão.
5.4
A precisão da leitura não será alterada por uma perda de vitrificação ou
obscurecimento ocorrido durante a fabricação.
5.5
Os defeitos ou as impurezas do vidro só acarretarão um mínimo de distorção do
menisco.
6.
Líquido de enchimento
As prescrições gerais concernentes ao líquido de enchimento são entre outras,
as seguintes:
6.1
O líquido de enchimento deve permanecer no estado líquido entre os limites de
temperatura da escala, nas condições existentes no interior do termômetro.
6.2
O ponto de ebulição do líquido será suficientemente elevado, para reduzir ao
mínimo a destilação nas condições existentes no interior do termômetro.
6.3
O líquido ficará absolutamente isento de contaminação.
6.4
No caso de líquidos que molham o vidro, as prescrições são igualmente as
seguintes:
6.4.1
As propriedades físicas do líquido serão de tal natureza que possam garantir que
o tempo de drenagem fique nos limites prescritos em cada caso, quando o
termômetro é resfriado.
6.4.2
O líquido será de preferência colorido por meio de um corante foto-estável que
não dê coloração ao vidro.
7.
Gás de enchimento
Quando se utiliza um gás de enchimento acima do líquido de enchimento,, este
gás deverá ser seco e inerte a uma pressão suficiente para elevar o ponto de
ebulição a um valor que permita a leitura fiel em qualquer ponto da escala do
termômetro.
8.
Construção
8.1
Forma
Os termômetros serão retos e sua seção transversal externa será
aproximadamente circular. Em casos especiais será permitida outra forma que
não a reta, e seções transversais não circulares, mediante aprovação. No caso
de termômetros de haste gravada, uma seção transversal externa lenticular
poderá substituir a seção circular, a fim de facilitar a leitura.
8.2
Acabamento da extremidade
3
Os termômetros devem ser terminados em sua extremidade superior por uma
parte lisa ou por uma terminação apropriada (anel, estrangulamento, etc.), que
em nenhum caso poderá ter o seu diâmetro externo, superior ao diâmetro do
corpo do termômetro.
8.3
Tubo capilar
O interior do tubo capilar será liso. A área da seção transversal do canal não
apresentará variações superiores a 10% do valor médio. A seção do canal será
tal, que o efeito do atrito não ultrapassará um valor especificado em cada caso.
8.4
Câmara de expansão ( câmara de segurança )
Um termômetro não deve ser levado a uma temperatura superior a sua
temperatura máxima de utilização normal. Para evitar as conseqüências sérias
de um superaquecimento momentâneo fortuito, será previsto um volume de
segurança na parte superior da haste *. Em geral o volume acima da escala será
no mínimo, igual ao correspondente a um intervalo de 30ºC da escala. Se este
volume for constituído por uma câmara de expansão, esta deverá imitar a forma
de uma pêra cujo hemisfério estará virado para cima; uma exceção será
permitida no caso de gás de enchimento à pressão elevada.
(*) Toda elevação anormal de temperatura pode ter como consequência a
modificação do ponto zero do termômetro e, nesse caso, é necessário proceder
a nova determinação.
8.5
Câmara de contração
A fim de evitar que o líquido escoe totalmente para o reservatório principal a uma
temperatura em torno de 0ºC ou para permitir a incorporação de uma escala
auxiliar, é permitido alargar o canal acima do reservatório. Esta câmara de
contração será de forma alongada e o seu topo será situado a uma distância
mínima de 10 mm abaixo da linha de imersão ou, no caso de termômetros cuja
escala se estende além de 250ºC, a uma distância mínima de 30 mm abaixo da
linha de imersão.
8.6
Alargamento do canal
O canal não apresentará nenhum alargamento capaz de produzir uma
modificação na seção reta do capilar na parte graduada.
8.7
Especificações dimensionais
A dimensões especificadas do termômetro serão em geral as seguintes:
8.7.1
Comprimento total: (comprimento de ponta a ponta, compreendendo o
reservatório e a terminação da extremidade). Em geral apenas a dimensão
máxima será especificada.
8.7.2
Comprimento do reservatório: (comprimento compreendido entre a base do
reservatório e o ponto onde o diâmetro interior do reservatório começa a diminuir
em virtude da união do reservatório com a haste, conforme indicado na figura 1).
Em geral apenas a dimensão mínima será especificada.
8.7.3
Distância do topo da parte cônica do reservatório ao limite nominal inferior da
escala
Se o termômetro comporta várias escalas, esta distância será medida até ao
limite nominal inferior da escala mais baixa. De modo geral apenas a dimensão
mínima será especificada. Esta distância será, pelo menos, de 30 mm nos
termômetros cujo limite nominal inferior é maior ou igual a 100ºC e 13mm nos
termômetros cujo limite nominal inferior é menor do que 100ºC.
8.7.4
Comprimento da escala
Em geral, será especificada a dimensão mínima de cada escala existente no
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termômetro.
8.7.5
Distância do limite nominal superior da escala ao topo do termômetro
Se o termômetro tem várias escalas, esta distância será medida a partir do limite
nominal superior da escala mais alta. Em geral apenas a dimensão mínima será
especificada.
8.7.6
Profundidade de imersão
(Será especificada nos termômetros regulamentados, quando necessário).
8.7.7
Diâmetro da haste ou do estojo protetor
Em geral a dimensão máxima e a dimensão mínima serão especificadas.
8.7.8
Diâmetro exterior do reservatório
Em geral apenas a dimensão mínima será especificada. O diâmetro do
reservatório não deverá ser superior ao das outras partes do termômetro, exceto
em casos especiais que deverão ser submetidos à aprovação.
9.
Graduação e numeração
9.1
Traços de graduação
A disposição dos traços de graduação e dos algarismos será definida nas
especificações dos termômetros regulamentados.
9.1.1
Um termômetro será, graduado em cada 0,01 - 0,1 - 1 ou 10 graus Celsius, ou
em cada 0,02 - 0,05 - 0,2 - 0,5 - 2 ou 5 graus Celsius, desde que sejam
utilizados traços mais longos para evidenciar as graduações correspondentes a
0,1 - 1 ou 10 graus Celsius, conforme o caso.
9.1.2
Os traços de graduação serão gravados de modo claro e terão uma espessura
uniforme que não ultrapassará, em nenhum caso, um quinto do intervalo que
separa dois traços consecutivos.Os traços serão perpendiculares ao eixo do
termômetro. Se o termômetro se destinar a ser lido sem dispositivo ótico (ou
com um dispositivo ótico relativamente simples), em geral a distância entre dois
traços consecutivos de graduação deverá ser de aproximadamente 1 mm.
9.1.3
Nos termômetros gravados na haste (ver fig. 2) as extremidades esquerdas dos
traços serão situadas na mesma geratriz, com o termômetro vertical e visto da
frente. Os traços mais curtos não ultrapassarão o canal, mas os traços mais
longos mencionados em 9.1.1 estender-se-ão ao lado direito. Os algarismos
estarão situados, à escolha, ou ligeiramente à esquerda ou à direita do traço ao
qual se refiram, de modo que sejam divididos ao meio por um prolongamento
virtual desse traço, ou então imediatamente acima do traço a que se refiram.
9.1.4
Nos termômetros de escala protegida (fig. 3) os traços mais longos se
estenderão sobre toda a largura da escala, e os mais curtos, simetricamente à
direita e à esquerda do canal, estando o termômetro vertical e visto de frente. Os
algarismos estarão ou a direita do traço a que se refiram, de modo a serem
divididos ao meio por um prolongamento virtual desse traço, ou imediatamente
acima do traço a que se refiram.
9.1.5
A escala do termômetro comportará pelo menos duas divisões acima e abaixo
dos limites nominais. Eventualmente, quando o termômetro comportar uma ou
duas escalas auxiliares enquadrando os pontos de referência (0ºc, 100ºc, etc)
estas terão pelo menos cinco divisões abaixo e cinco divisões acima do ponto de
referência, a fim de permitir que sejam reveladas variações de volume do
reservatório.
9.1.6
A tinta utilizada nos traços de graduação e nos algarismos, deve permanecer
aderente nas condições especificadas em cada caso.
9.2
Traço de imersão
5
A profundidade de imersão de um termômetro de imersão parcial, será indicada
por um traço marcado de forma permanente no termômetro.
9.3
Traço de referência
Nos termômetros de escala protegida, pelo menos um traço de referência, de
espessura análoga a dos traços de graduação será marcado de forma
permanente, ou no estojo ou no tubo capilar, de modo que a sua localização
possa ser verificada na escala.
10.
Precisão
10.1
Erro de escala
Em geral, o valor máximo tolerado do erro de escala não será superior a uma
divisão da escala.
10.2
Erro de intervalo
O erro máximo tolerado num intervalo determinado não será superior a x vezes
uma divisão da escala, o valor de x sendo especificado em função da utilização
do termômetro considerado.
10.3
Deslocamento do ponto zero
Depois de ter sido submetido, nas condições de ensaio definidas em cada caso,
a uma temperatura correspondente a temperatura mais alta indicada na escala, a
variação da leitura corresponde à temperatura de 0ºC ou a qualquer outra
temperatura de referência, determinada segundo as condições do ensaio, não
ultrapassará o valor prescrito nas especificações do termômetro considerado.
10.4
Tempo de resposta
O termômetro será construído de modo tal a que seus resultados satisfaçam as
especificações requeridas.
11.
Inscrições
As inscrições seguintes deverão ser gravadas, de uma forma permanente e
legível no termômetro:
a)Unidade de temperatura: Grau Celsius ou o símbolo correspondente “ºC”.
b)Número de identificação: (de fabricação)
c)Nome ou marca do fabricante ou vendedor
d)Imersão: Num termômetro de imersão parcial, a profundidade de imersão será
indicada, bem como a temperatura da coluna líquida emergente na qual o
termômetro foi aferido. Num termômetro de imersão total, estas indicações não
são necessárias.
e)Gás de enchimento: eventualmente. Por exemplo: “a nitrogênio”, “a vácuo” ou
por uma abreviação apropriada.
f)Vidro do reservatório: O vidro do reservatório será de preferência, identificado por
meio de uma ou mais listas coloridas, ou por uma inscrição no termômetro.
12.
Aprovação de modelo
12.1
Todos os termômetros regulamentados por estas Instruções, fabricados em
série, deverão ter seus modelos aprovados pelo Órgão Nacional de Metrologia.
12.2
Para ensaios de aprovação de modelo em princípio, o fabricante deverá
apresentar dois (2) exemplares de cada modelo, acompanhados de:
a)Memorial descritivo de modelo em questão com especificações de dimensões
e escalas;
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b)Desenhos cotados;
c)Indicação qualitativa e características dos materiais empregados na fabricação
do instrumento.
12.3
No caso de serem aprovados os modelos, um dos exemplares ficará em poder
do Órgão Nacional de Metrologia.
13.
Exame inicial e aferições periódicas
13.1
Estão sujeitos a exame inicial, todos os termômetros importados ou fabricados
no país, e para os quais tenham sido expedidas normas específicas.
13.2
Estão sujeitos à aferição periódica de 2 em 2 anos os termômetros utilizados:
a)Em determinações quantitativas de interesse comercial;
b)Em equipamentos, máquinas e outros dispositivos cuja segurança dependa de
seu perfeito funcionamento;
c)Em controle de qualidade.
13.3
Recomenda-se que sejam reaferidos de 5 em 5 anos os termômetros que não
tenham a destinação prevista no item 13.2.
13.4
O exame inicial e as aferições periódicas serão executados por órgãos
metrológicos credenciados e consistirão no mínimo em:
a)Verificar se o termômetro pertence ou não ao modelo aprovado.
b)Determinação do erro.
13.5
No exame inicial, os instrumentos fabricados conforme estas Instruções,
receberão, um sinal de identificação aposto no corpo do termômetro pelo órgão
metrológico.
14.
Disposições transitórias
14.1
As normas específicas expedidas anteriormente às presentes Instruções,
permanecerão em vigor até que sejam convenientemente adaptadas.
14.2
Continuarão a ser emitidos pelos órgãos metrológicos, os resultados de exames
feitos em termômetros não regulamentados, quando solicitados pelos
interessados, observando-se sempre que possível a recomendação contida no
Apêndice B.
14.3
A partir de 2 anos da publicação de cada regulamentação específica, fica
proibida a importação, fabricação, exposição e venda de termômetros de
dilatação de líquido em vidro, que não satisfaçam a referida regulamentação.
Apêndice A
Recomendações gerais para o emprego de termômetros
A. 1
Os termômetros de imersão total serão normalmente utilizados quando imersos
pelo menos até à extremidade da coluna líquida, (exceto no caso previsto no
parágrafo A. 3, abaixo).
A. 2
Quando a utilização de um termômetro necessita sua permanência por um
período longo a uma dada temperatura, recomenda-se que uma pequena parte da
coluna líquida (pelo menos 10 mm) emerja acima do meio, afim de evitar a
possibilidade de passagem do líquido para a câmara de expansão, por
destilação.
Poderá aplicar-se uma correção a fim de se levar em conta essa coluna líquida
emergente.
A. 3
Quando for necessário utilizar um termômetro de imersão total parcialmente
imerso, será efetuada uma correção que leve em conta a coluna líquida
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emergente, salvo expressa indicação em contrário.
A. 4
A utilização de termômetros de imersão parcial será evitada tanto quanto
possível; as indicações destes termômetros só são corretas se a coluna líquida
emergente se encontrar na temperatura prescrita. Assim não sendo, deve ser
feita uma correção levando em conta qualquer diferença entre o valor medido e o
valor especificado da temperatura da coluna líquida emergente.
A. 5
A temperatura da coluna líquida emergente é geralmente medida por um dos
seguintes métodos:
a) Se a coluna líquida emergente for curta (p.ex.: menos de 10 cm), associa-se
um segundo termômetro àquele cuja correção se quer determinar, com o
reservatório a meia altura da coluna líquida emergente. Se a coluna líquida
emergente for longa, utilizar-se-ão vários termômetros cujos reservatórios serão
colocados em diferentes níveis.
b) Por meio de termômetros “faden” (termômetros especiais de reservatório
longo) especificamente concebidos para este fim. O comprimento do reservatório
destes termômetros é igual ao comprimento da coluna líquida emergente cuja
temperatura se quer medir.
Apêndice B
Recomendações gerais para a verificação de termômetros
B. 1
Todos os termômetros serão aferidos por comparação com um termômetro ou
outro instrumento de medir temperatura, este por seu lado aferido em relação à
Escala Internacional Prática de Temperatura. Para trabalhos mais precisos é
desejável fazer uma comparação direta com um termômetro padrão de
resistência de platina satisfazendo as recomendações e as precisões da Escala
Internacional e aferido conforme estas. Para trabalhos menos precisos, podem
utilizar-se termômetros de dilatação de líquido em vidro e outros padrões
secundários destinados a medir temperaturas.
Nota: As especificações dos padrões de trabalho deverão também conter as
recomendações concernentes à verificação de termômetros.
B. 2
Na medida do possível, os termômetros de imersão total serão verificados
totalmente imersos (ver apêndice A, parágrafo A. 2 e A. 3).
B. 3
Os termômetros de imersão parcial podem ser verificados total ou parcialmente
imersos, devendo ser aplicada uma correção para se levar em conta a diferença
entre a temperatura real e a temperatura prescrita da coluna líquida emergente
(vide apêndice A, parágrafos A.4 e A.5).
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