یکی از مهمترین پارامترهای فیزیکی که اغلب مورد مطالعه، مشاهده و تصحیح قرار می گیرد، چه زندگی روزمره، چه چرخه تولید و چه تحقیقات آزمایشگاهی، نشانگر دما است. بسته به ویژگی ها، ویژگی های فنی و مکانیسم تعیین کننده عملکرد، طبقه بندی خاصی از دستگاه های اندازه گیری دما به انواع جداگانه وجود دارد: دستگاه های مایع معمولی یا مترهای الکترونیکی و لیزری پیچیده، پیشرفته، که جایگزین مناسبی برای دماسنج خانگی آشنا هستند. البته محل استفاده از این گونه وسایل عامل اساسی و تعیین کننده است.
انواع ابزار اندازه گیری دما
دستگاه های انجام تحقیقات لازم، از جمله دستگاه اندازه گیری دمای هوا، در طراحی و همچنین در اصل عملکرد متفاوت است.برای اندازه گیری استفاده می شود. استفاده به اندازه کافی گسترده در دماسنج های تماسی و از راه دور، که در غیر این صورت پیرومتر نامیده می شود. علاوه بر این، طبقه بندی گروه های ابزار اندازه گیری دما:
- دماسنج های انبساط مایع شیشه ای و فلزی که بر روی خاصیت تغییر حجم اجسام در دماهای مختلف کار می کنند. دامنه عملکرد آنها از -190 تا +500 درجه سانتیگراد است.
- دماسنج های مانومتری که از رابطه بین تغییر دمای یک ماده گازی که در حجم بسته قرار می گیرد و فشار استفاده می کند. در مقادیر از -160 تا +600 درجه سانتیگراد کار کنید.
- ترمومترهای مقاومت الکتریکی با تکیه بر توانایی مواد رسانا در تغییر مقاومت الکتریکی هنگام گرم شدن و سرد شدن کار می کنند. موثر در دماهای 200- تا 650+ درجه سانتیگراد.
- مبدل ترموالکتریک - ترموکوپل. در محدوده 0 تا +1800 درجه سانتیگراد قرار دارند. این ابزار اندازه گیری دما از ویژگی دو فلز مختلف و آلیاژهای فلزی برای ایجاد نیروی محرکه الکتریکی در هنگام تغییر دمای محل اتصال استفاده می کنند.
- دستگاه برای تعیین دما از 100+ تا 2500+ درجه سانتیگراد - پیرومتر تشعشع (فتو الکتریک، نوری، تابش). این عمل به این دلیل است که نشانگر ثابت بر میزان گرمای تابش شده توسط بدن تأثیر می گذارد. به نوع اندازه گیری غیر تماسی اشاره دارد. پیرومترهای ثابت و متحرک، دمای پایین و بالا وجود دارد.
دماسنج و حسگر
طبق طبقه بندی دیگری از دستگاه های ثابت کننده حرارتآنها به دماسنج و سنسور دما تقسیم می شوند.
اولین ابزارهای مکانیکی هستند، از جمله گیج های پر از گاز، دو فلزی، دماسنج شیشه ای و کنترل کننده های ترکیبی.
حسگرهای حرارتی دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته فوق‌العاده دقیقی برای تثبیت خوانش دما در مایعات و جامدات هستند. اینها باید شامل دماسنج های مقاومتی، ترموکوپل ها، مبدل های خوانش حسگرها و دستگاه های سیگنال دهی مجهز به مکانیسم های رله باشند.
آخرین آشکارسازهای حرارتی مجهز به رابط USB، حافظه برای ذخیره و تجزیه و تحلیل مطالعات و نشانگر لیزری هستند.
سنجشگر دمای آب
هر دستگاه جداگانه برای اندازه گیری دمای آب، محلول های سرد و گرم با یک اصل عملکرد خاص مشخص می شود. دستگاه های جهانی وجود دارند که برای اندازه گیری نشانگرهای هوا نیز مناسب هستند.
دماسنج مایع
مایع سنج شیشه ای به عنوان ابتدایی ترین و دقیق ترین دماسنج ها شناخته می شوند که به صورت مستقیم و زاویه دار موجود می باشند. و دامنه کاربرد آنها تجزیه و تحلیل تجهیزات تکنولوژیکی و همچنین خدمات عمومی (اندازه گیری در خطوط لوله) است. دستگاه ها برای مقادیر از -35 تا +600 درجه سانتیگراد مناسب هستند و جیوه اغلب به عنوان یک عنصر حساس استفاده می شود و قرائت ها در مقیاس ثبت می شوند.
بسته به محل کاربرد و ویژگی های ساختاری، دستگاه های پزشکی، فنی، تماس الکتریکی، مایع، استیک و سایر دستگاه ها متمایز می شوند.
دستگاه خاصی برای اندازه گیری دمای آب با در نظر گرفتن خطای مجاز اندازه گیری انتخاب می شود.
دستگاه های تعیین دمای هوا
اولین وسیله برای اندازه گیری دمای هوا یک دماسنج شیشه ای است، عنصر مایع فعال در آن می تواند جیوه، اتیل الکل، تولوئن و سایر مواد باشد.
متر جیوه با دقت بالا چسبناک و با مقیاس شیشه ای تعبیه شده است. آنها در تحقیقات آزمایشگاهی در زمینه های مختلف تولید و پزشکی مورد تقاضا هستند. دماسنج چوبی مجهز به یک لوله مویین درجه بندی شده شفاف مقاوم در برابر حرارت است و نوع دوم مترها با این واقعیت مشخص می شود که تقسیمات مقیاس در پشت آن در یک صفحه جداگانه قرار دارند و کل مکانیسم توسط یک مورد ساخته شده از آن محافظت می شود. شیشه بادوام.
اگر کنتاکت های الکتریکی در دستگاه وجود داشته باشد به آن زنگ حرارتی می گویند و مایع حساس داخل مخزن و مویرگی دمای واقعی فضای اطراف را نشان می دهد.
ویژگی های ترموستات و آلارم
علاوه بر موارد فوق، دستگاه های دیگری نیز برای اندازه گیری دما وجود دارد. به عنوان مثال، دیلاتومترهای میله ای به عنوان کنترل کننده دما و دستگاه های سیگنال دهی با قطعات حساس ساخته شده از آلیاژهای فلزی غیرمشابه استفاده می شود که با گرم شدن با مقدار متفاوتی کشیده می شوند.
همان اصل نوع دیگری از دماسنج را مشخص می کند - دو فلزی، با فنر حساس به دما درج شده که به یک جفت فلز لحیم شده است.صفحات با انبساط حرارتی مختلف در فرآیند گرم کردن، فنر به سمت صفحه ای با ضریب حرارتی پایین تر خم می شود و نشانگر دمای مورد نیاز با بزرگی خمش پیدا می شود.
الکتروترمومتر
برای ثبت از راه دور پارامترهای حرارتی محیط در محدوده 15- تا 125+ درجه سانتیگراد، یک دستگاه اندازه گیری دما بدون تماس - یک الکتروترمومتر آسپیراسیون - عالی است. دستگاه آن شامل یک متر و یک سنسور است که توسط یک سیم به یکدیگر متصل شده اند.
عنصر حسگر نازکترین سیم مسی حسگر است که به صورت مارپیچی روی یک قاب رشته پیچیده شده است.
دستگاه های اندازه گیری دمای بدن چیست
دمای بدن به طور معمول با دماسنج اندازه گیری می شود. اما امروزه بسیاری از دماسنج های دیگر وجود دارند که از نظر ظاهری و اصول اولیه کار با هم متفاوت هستند.
متداول ترین دستگاه هایی که دماسنج ما به آنها تعلق دارد روی انبساط حرارتی جیوه، نفت سفید، الکل و سایر مایعات کار می کنند. آنها ارزان، عملی و دقیق هستند، به خصوص جیوه، اگرچه محتویات سمی موجود در جعبه شیشه ای شکننده، خطراتی را به همراه دارد.
دستگاه الکترونیکی یا دیجیتالی برای اندازه گیری دمای بدن به لطف سنسور داخلی مقدار مورد نظر را نشان می دهد، اما هزینه آن بسیار بیشتر از قیمت مایع "همکاران" است. این دماسنج ها تماسی هستند.
پیرومترهای مادون قرمز نیازی به تماس مستقیم با آنها ندارندفردی که از راه دور عمل می کند یک سنسور فوق حساس میزان تابش را در 2-15 ثانیه می خواند و نتیجه را روی صفحه نمایش نشان می دهد. این ابزار اندازه گیری دما بدون تماس برای خانواده هایی با بچه های کوچک، موقعیت های بیمار در خواب و غیره مناسب است. علاوه بر این، برای پخت و پز خانگی نیز قابل استفاده است و انواع قوی تر آن در برق، سایت های ساختمانی، متالورژی و سایر صنایع استفاده می شود.
وقتی به یک پیرومتر از راه دور نیاز است
اغلب موقعیت هایی وجود دارد که اندازه گیری دما از طریق تماس غیرممکن یا به سادگی ناخوشایند است. در چنین مواردی است که به یک پیرومتر نیاز خواهید داشت - دستگاهی برای اندازه گیری دما از راه دور، یعنی:
- هنگام اندازه گیری شاخص های اجسام بسیار گرم یا یک محیط سمی؛
- با دسترسی سخت و با یک خطای کوچک می توانید در فاصله ده ها متری اندازه گیری کنید؛
- هنگام مشاهده مکانیسم ها در حرکت، و این کار کسری از ثانیه طول می کشد؛
- هنگام تشخیص ایمنی الکتریکی یک ساختمان، زمانی که چنین متری برای اسکن از راه دور در بسیاری از مناطق دوردست مناسب است.
چه دستگاه هایی می توانند دمای فلز را اندازه گیری کنند
در صنعت متالورژی، آلیاژهای فلزات مذاب برای اندازه گیری دماهای بالا به یک ابزار ناهموار نیاز دارند.
پیرومترهایی که قبلاً توضیح داده شد به عنوان چنین در نظر گرفته می شوند. آنها تشعشعات گرما را از راه دور ثابت می کنند،تعیین دمای واقعی فلز در شرایط دشوار نشانگرهای حرارت فوق العاده بالا، روش بدون تماس ایده آل است. LCD داده های زیر را نمایش می دهد:
- دمای واقعی فارنهایت و سلسیوس؛
- دمای مرزی؛
- شارژ باتری.
حداکثر دقت متغیر اندازه گیری شده تنها زمانی حاصل می شود که تداخلی بین جسم و ابزار راه دور به شکل بخارات یا جامدات جاذب گرما وجود نداشته باشد. در صورت لزوم اندازه گیری آلیاژ فلز در ملاقه حمل و نقل یا در حین بطری کردن، باید این شرط را پذیرفت که نشانگر دما کمتر از مقدار واقعی باشد و با محاسبات تعیین شود.
برای جلوگیری از نادرست بودن این روش از دستگاه دیگری برای اندازه گیری دمای فلز استفاده می شود که شبیه ساز بدنه سیاه رنگ است. در مذاب غوطه ور می شود و به شکل لوله ای با انتهای مهر و موم شده یا باز، مخروط توخالی یا فنجان ساخته شده از فلز نسوز ارائه می شود. در هر صورت، دماسنج باید مقاومت حرارتی، مقاومت شیمیایی و هدایت حرارتی عالی داشته باشد تا خوانش‌های بسیار دقیقی ارائه دهد.
اندازه گیری دمای موتور
کارکرد طولانی مدت و همچنین تعمیرات دوره ای ماشین ها و مکانیزم ها نیاز به وجود تجهیزات ویژه ای دارد که شامل دستگاهی برای اندازه گیری دمای موتور است. اینها شامل ترموکوپل، ترمیستور، و دماسنج انبساط است.
ترموکوپل - بسیار خوش دست و پهندستگاه‌هایی که در بین رانندگان برای اندازه‌گیری دمای سطوح، سیم‌پیچ‌ها و حفره داخلی موتور شناخته می‌شوند. با استفاده از این سنسورهای دما، می‌توانید داده‌ها را حتی در قسمت‌های دور از دسترس موتور، در شیارها و هسته‌ها ضبط کنید. آنها دو سیم عایق از فلز مختلف با انتهای لحیم شده در یک طرف هستند که در یک نقطه اندازه گیری مشخص قرار می گیرند. انتهای دوم به یک میلی ولت متر و یک دماسنج متصل می شوند و مجموع قرائت آنها مقدار دمای واقعی را تعیین می کند.
دماسنج های انبساط جیوه و الکل برای انجام اندازه گیری های لازم در مناطق قابل دسترسی بسیار راحت هستند: سیم پیچ، سطح باز قسمت های مختلف و همچنین جریان هوا که از موتور خارج می شود (یا وارد می شود). ترمیستورها به شکل سیم‌پیچ مسی به طور همزمان در چندین مکان موتور نصب می‌شوند و به نوبه خود آنها را روشن می‌کنند، قرائت‌های ثابت می‌گیرند و مقدار متوسط را تعیین می‌کنند.
ابزارهای ثانویه مورد استفاده در اندازه گیری دما
بیایید سعی کنیم تعریف کنیم که یک دستگاه اندازه گیری دمای ثانویه صنعتی چیست. در واقع این دستگاه خودکار یک افزودنی مهم به کنتور اصلی است که نشانگرهای ثبت شده را به شکلی قابل خواندن ثبت و تبدیل می کند. برای اجرای کنترل واضح، سیگنال دهی و تنظیم به موقع دما در موارد استثنایی که انحراف از پارامترهای مشخص شده توسط شرایط عملیاتی رخ می دهد، ضروری است. لوازم الکتریکی ثانویه ثابت و قابل حمل به طور جداگانه جدا می شوند.
معمولاً لوازم ثانویهبرای اندازه گیری دما دارای یک بدنه فولادی محافظ بادوام و مجهز به ترازو مدرج هستند. مقادیر بر اساس نمودار ثبت شده از ترموکوپل ها، کرنش سنج ها، دماسنج های مقاومتی، مبدل ها و سایر دستگاه ها ثبت می شوند.
با توجه به روش های مختلف ارائه اطلاعات، دستگاه های ثانویه باید به ضبط و نشانگر، تک کاناله و چند کاناله، دو کاره و تک برد تقسیم شوند. در صورت وجود مکانیسم سیگنالینگ، این دستگاه ها فوراً تغییر دمای غیرقابل قبولی را نشان می دهند که با مقدار مورد نیاز متفاوت است. این به حفظ جریان منطقی همه واکنش‌ها و فرآیندهای فن‌آوری که در آن دخالت دارند کمک می‌کند.
با انواع دستگاه هایی که نشانگر دمای گازها، مایعات و جامدات را ثبت می کنند، باید به طور جدی به انتخاب دستگاه مورد نظر نزدیک شد. عوامل اولیه ای که باید در نظر گرفته شوند محدودیت های مجاز مقادیر دما، حداکثر فاصله ای که می توان در آن اندازه گیری کرد (دیدن)، دقت است. و البته دامنه استفاده از نوع خاصی از دماسنج نیز در نظر گرفته شده است.
