Kaksimetallpahkli termomeeter: Kuidas see töötab ja selle rakendused

Mis on bimetalliline riba termomeeter?

Bimetalliline riba termomeeter on seade, mis kasutab erinevate tahkude soojenemise põhimõtet temperatuuri mõõtmiseks. See koosneb kahest metallribast (nt teras ja pronks) erineva soojenemiskõrgusega, mis on tugevalt üksteisega kinnitatud nende pikkusel. Kui bimetallilist riba soojendatakse või jahedatakse, niisutab see või venib ebavõrdsete metallide laienemise või kokkuhoiumise tõttu. Venimise või niisumise suurus on proportsionaalne temperatuurimuutusega ja seda saab näidata viitajaga kalibreeritud skaalal.

Bimetallilisi riba termomeetreid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes ja rakendustes nende lihtsuse, stabiilsuse ja madala hinnaga tõttu. Nad võivad mõõta temperatuure -100 °C-st kuni üle 500 °C-ni, sõltuvalt bimetallilise riba materjalidest ja disainist. Need on täiesti mehaanilised seadmed, mis ei vaja mingit energiaallikat ega elektriliinu.

Kuidas toimib bimetalliline riba termomeeter?

Bimetallilise riba termomeetri põhiline struktuur ja põhimõte on näidatud järgmisel joonisel. Bimetalliline riba koosneb kahest metallribast erineva soojenemiskõrgusega, nt teras ja pronks. Teraasi riba soojenemiskõrgus on madalam kui pronksi riba, mis tähendab, et see laieneb või kokkuhoob vähem kui pronksi riba sama temperatuurimuutuse korral.

Joonis: Bimetallilise riba struktuur ja põhimõte

Kui bimetallilist riba soojendatakse, laieneb pronksi riba rohkem kui teraasi riba, mis põhjustab bimetallilise riba niisumist pronksi poolt välisse. Vastupidi, kui bimetallilist riba jahedatakse, kokkuhoob pronksi riba rohkem kui teraasi riba, mis põhjustab bimetallilise riba niisumist pronksi poolt sissepäin.

Bimetallilise riba niisumist või venimist saab kasutada viitajana, mis on ühendatud riba ühe otsaga, mis näitab temperatuuri kalibreeritud skaalal. Alternatiivselt saab bimetallilise riba niisumist või venimist kasutada elektriliini avamiseks või sulgemiseks, mis võib käivitada temperatuuri juhtimissüsteemi või ohutusseadme.

Bimetalliliste riba termomeetrite tüübid

Turgul on peamiselt kaks tüüpi bimetallilisi riba termomeetreid: spiraalne ja helikaalne. Mõlemad tüübid kasutavad keerdatud bimetallilist riba, et suurendada seadme tundlikkust ja kompaktsust.

Spiraalne bimetalliline termomeeter

Spiraalne bimetalliline termomeeter kasutab bimetallilist riba, mis on keerdatud tasasse spiraali. Sisemine ots ribast on kiinnitatud korpusele, samas kui välimine ots on ühendatud viitajaga. Joonisel näidatud, kui temperatuur tõuseb või langed, keerub spiraal rohkem või vähem, mis põhjustab viitaja liigutumist ringi skaalal.

Joonis: Bimetalliline termomeeter (spiraalne tüüp)

Spiraalne bimetalliline termomeeter on lihtne ja odav valmistada ja kasutada. Siiski on sel mõned piirangud, nagu:

• Skaal ja sensor pole üksteisest eraldatud, mis tähendab, et kogu seade peab olema väljastatud mõõtatava temperatuuri keskkonnas.

• Seadme täpsus ja resolutsioon sõltuvad bimetallilise riba kvaliteedist ja selle kinnituse ühtlusest.

• Seadet võib mõjutada mehaanilisi sokke või vibratsioone, mis võivad põhjustada vigu või kahju.

Helikaalne bimetalliline termomeeter

Helikaalne bimetalliline termomeeter kasutab bimetallilist riba, mis on keerdatud helikaalseks, sarnaselt veerandile. Alumine ots ribast on kiinnitatud teljele, samas kui ülemine ots on vaba liikuda. Joonisel näidatud, kui temperatuur tõuseb või langed, laieneb või kokkuhoob veerand teljestikku, mis põhjustab telje pööret. Telje pöörete saab edastada viitajale katari-käepistega süsteemi kaudu, mis näitab temperatuuri lineaarsel skaalal.

Joonis: Bimetalliline termomeeter (helikaalne tüüp)

Helikaalne bimetalliline termomeeter omab mõnda eelist spiraalne tüübile, nagu:

• Skaal ja sensor saavad olla eraldatud üksteisest paindliku kapillaaripüüri abil, mis võimaldab seadmel mõõta temperatuuri kaugetes või ligipääseta mittekohtades.

• Seadme täpsus ja resolutsioon on kõrgemad kui spiraalne tüüp, kuna helikaalne riba annab suuremat liigutust ja hevitust.

• Seade on vähem tundlik mehaaniliste sokke või vibratsioonide suhtes, mis võivad mõjutada spiraalset tüüpi.

Bimetalliliste riba termomeetrite rakendused

Bimetallilisi riba termomeetreid kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades ja tööstusharudes, nagu:

• Temperatuuri juhtimissüsteemid: Bimetallilisi riba termomeetreid saab kasutada, et aktiveerida või deaktiveerida külmustamis- või soojendamissüsteemi, kui temperatuur jõuab eelmääratud väärtuseni. Näiteks saab bimetallilist riba kasutada, et lülitada ära elektrikeet, kui vesi keeb, või lülitada sisse ventilator, kui ruumi temperatuur on liiga kõrge.

• Õhukonditsioneerimine ja külmustamine: Bimetallilisi riba termomeetreid saab kasutada, et mõõta ja reguleerida temperatuuri õhuvedelikes, külmikutes, külmikutes ja muudes külmustamis- või soojendamisseadmetes. Näiteks saab spiraalset bimetallilist termomeetrit kasutada õhukonditsioneerimise termostaatina, et reguleerida õhuvoolu soovitud temperatuuri järgi.

• Tööstuslikud protsessid: Bimetallilisi riba termomeetreid saab kasutada, et jälgida ja kontrollida temperatuuri erinevates tööstuslikes protsessides, nagu nafta raffineerimine, rennikute vulkaniseerimine, kuuma löömise, kuuma vedru soojendamine ja muud. Näiteks saab helikaalset bimetallilist termomeetrit kasutada naftapõletikus, et reguleerida kütuse tarnimist põletiku plammiku temperatuuri järgi.

• Temperatuuri mõõtmine ja näitamine: Bimetallilisi riba termomeetreid saab kasutada, et mõõta ja näidata erinevate keskkondade, nagu vedelike, gaaside, tahkude ja pindade temperatuuri. Näiteks saab bimetallilist riba termomeetrit kasutada, et mõõta soojenduspipist veetemperatuuri või mootori pindtemperatuuri.

Bimetallilisi riba termomeetreid on sobilikud nendele rakendustele, kuna need on:

• Lihtsad ja odavad: Bimetalliliste riba termomeetrite struktuur ja disain on lihtsad ja odavad valmistada ja kasutada. Neid ei vaja mingit energiaallikat ega elektriliinu, mis vähendab seadme hindu ja hoolduskulusid.

• Stabiilsed ja kestavad: Bimetallilised riba termomeetrid on valmistatud metallmaterjalidest, mis on vastupidavad korroodeerimisele, tarbimisele ja sokkele. Need suudavad kannatada kõrgeid temperatuure ja rõhukeid ilma oma täpsuse või funktsionaalsuse kaotamiseta.

• <