د پایلندوی جوړه کارول او کارونه د دوه میتالی پایلې د ټرمومیټر: چې دا کوم کار کوي او د دې کارونه
چه چیزی است دماسنج نوار دومتالی؟
دماسنج نوار دومتالی یک دستگاه است که از اصل تغییرات حرارتی مواد جامد برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند. این دستگاه شامل دو نوار فلزی (مانند فولاد و برنج) با ضرایب گسترش حرارتی متفاوت است که به طور محکم در طول آنها به هم متصل شده‌اند. وقتی نوار دومتالی گرم یا سرد می‌شود، به دلیل گسترش یا انقباض نابرابر دو فلز، خم یا پیچیده می‌شود. مقدار خمیدگی یا پیچیدگی متناسب با تغییر دما است و می‌تواند با استفاده از یک نشانگر روی مقیاس کالیبره شده نشان داده شود.
دماسنج‌های نوار دومتالی به دلیل سادگی، قدرت تحمل بالا و هزینه کم، در صنایع مختلف و کاربردهای متنوع استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند دما را از زیر -100 درجه سانتیگراد تا بیش از 500 درجه سانتیگراد اندازه‌گیری کنند، بسته به مواد و طراحی نوار دومتالی. این دستگاه‌ها کاملاً مکانیکی هستند و نیازی به منبع برق یا مدار الکتریکی ندارند.
دماسنج نوار دومتالی چگونه کار می‌کند؟
ساختار و اصل کار دماسنج نوار دومتالی در شکل زیر نشان داده شده است. نوار دومتالی شامل دو نوار فلزی با ضرایب گسترش حرارتی متفاوت، مانند فولاد و برنج است. ضریب گسترش حرارتی نوار فولاد کمتر از نوار برنج است، یعنی برای تغییر دما یکسان، فولاد کمتر گسترش یا انقباض می‌یابد.
شکل: ساختار و اصل کار نوار دومتالی
وقتی نوار دومتالی گرم می‌شود، نوار برنج بیشتر از نوار فولاد گسترش می‌یابد، که باعث می‌شود نوار دومتالی خم شود و نوار برنج در سمت بیرون منحنی قرار گیرد. به عبارت دیگر، وقتی نوار دومتالی سرد می‌شود، نوار برنج بیشتر از نوار فولاد انقباض می‌یابد، که باعث می‌شود نوار دومتالی خم شود و نوار برنج در سمت داخل منحنی قرار گیرد.
خمیدگی یا پیچیدگی نوار دومتالی می‌تواند برای حرکت یک نشانگر متصل به یک سر نوار استفاده شود که دما را روی مقیاس کالیبره شده نشان می‌دهد. به عنوان گزینه دیگر، خمیدگی یا پیچیدگی نوار دومتالی می‌تواند برای باز یا بستن یک تماس الکتریکی استفاده شود که می‌تواند یک سیستم کنترل دما یا دستگاه ایمنی را فعال کند.
نوع‌های دماسنج نوار دومتالی
در بازار دو نوع اصلی دماسنج نوار دومتالی وجود دارد: نوع مارپیچ و نوع مارپیچ حلقوی. هر دو نوع از یک نوار دومتالی پیچیده برای افزایش حساسیت و فشردگی دستگاه استفاده می‌کنند.
دماسنج مارپیچ دومتالی
دماسنج مارپیچ دومتالی از یک نوار دومتالی استفاده می‌کند که به صورت یک مارپیچ مسطح پیچیده شده است. سر داخلی مارپیچ به بدنه ثابت شده است، در حالی که سر خارجی مارپیچ به یک نشانگر متصل شده است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، وقتی دما افزایش یا کاهش می‌یابد، مارپیچ بیشتر یا کمتر پیچ می‌خورد، که باعث می‌شود نشانگر در طول یک مقیاس دایره‌ای حرکت کند.
شکل: دماسنج دومتالی (نوع مارپیچ)
دماسنج مارپیچ دومتالی ساده و ارزان ساخت و عملیاتی است. اما دارای محدودیت‌هایی مانند زیر است:
صفحه نمایش و حسگر از هم جدا نیستند، که به این معناست که تمام دستگاه باید به محیطی که دمای آن اندازه‌گیری می‌شود معرض شود.
دقت و تفکیک‌پذیری دستگاه به کیفیت و یکنواختی نوار دومتالی و اتصال آن بستگی دارد.
دستگاه ممکن است تحت تأثیر شوک‌های مکانیکی یا ارتعاشات قرار گیرد که می‌تواند خطاهایی ایجاد کند یا آن را آسیب ببیند.
دماسنج مارپیچ حلقوی دومتالی
دماسنج مارپیچ حلقوی دومتالی از یک نوار دومتالی استفاده می‌کند که به صورت یک مارپیچ حلقوی پیچیده شده است، مشابه یک فنر. سر پایینی مارپیچ به یک محور ثابت شده است، در حالی که سر بالایی مارپیچ آزاد است تا حرکت کند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، وقتی دما افزایش یا کاهش می‌یابد، مارپیچ به صورت محوری گسترش یا انقباض می‌یابد، که باعث می‌شود محور بچرخد. چرخش محور می‌تواند از طریق یک سیستم دنده-لوله به یک نشانگر منتقل شود که دما را روی یک مقیاس خطی نشان می‌دهد.
شکل: دماسنج دومتالی (نوع مارپیچ حلقوی)
دماسنج مارپیچ حلقوی دومتالی برخی مزایایی نسبت به نوع مارپیچ دارد، مانند:
صفحه نمایش و حسگر می‌توانند از هم جدا شوند با استفاده از یک لوله کاپیلاری انعطاف‌پذیر، که امکان اندازه‌گیری دما در مکان‌های دور یا غیرقابل دسترس را فراهم می‌کند.
دقت و تفکیک‌پذیری دستگاه بیشتر از نوع مارپیچ است به دلیل جابجایی بزرگتر و ارتفاع بیشتر مارپیچ حلقوی.
دستگاه کمتر در معرض شوک‌های مکانیکی یا ارتعاشات است که می‌تواند تأثیراتی بر نوع مارپیچ داشته باشد.
کاربردهای دماسنج‌های نوار دومتالی
دماسنج‌های نوار دومتالی کاربردهای متنوعی در زمینه‌ها و صنایع مختلف دارند، مانند:
دستگاه‌های کنترل دما: دماسنج‌های نوار دومتالی می‌توانند برای فعال یا غیرفعال کردن یک سیستم خنک‌سازی یا گرم‌سازی استفاده شوند وقتی دما به یک مقدار پیش‌فرض می‌رسد. به عنوان مثال، یک نوار دومتالی می‌تواند برای خاموش کردن یک چای‌جوش که آب جوش می‌شود یا روشن کردن یک مروارید وقتی دمای اتاق خیلی بالاست استفاده شود.
تهویه مطبوع و سرمایش: دماسنج‌های نوار دومتالی می‌توانند برای اندازه‌گیری و تنظیم دما در مجراهای هوایی، یخچال‌ها، فریزرها و دستگاه‌های سرمایش یا گرم‌سازی دیگر استفاده شوند. به عنوان مثال، یک دماسنج مارپیچ دومتالی می‌تواند در یک ترموستات تهویه مطبوع برای تنظیم جریان هوا بر اساس دمای مطلوب استفاده شود.
فرآیندهای صنعتی: دماسنج‌های نوار دومتالی می‌توانند برای نظارت و کنترل دما در فرآیندهای صنعتی مختلف مانند تقطیر نفت، ولکانیزه کردن لاستیک، جوشکاری ساختمانی، گرم کردن سیم فلزی و دیگر فرآیندها استفاده شوند. به عنوان مثال، یک دماسنج مارپیچ حلقوی دومتالی می‌تواند در یک سوزن‌کش نفتی برای تنظیم تأمین سوخت بر اساس دمای شعله استفاده شود.
