Ang bimetallic strip thermometer ay isang aparato na gumagamit ng prinsipyo ng iba't ibang thermal expansion ng mga solid upang sukatin ang temperatura. Ito ay binubuo ng dalawang metal strips (halimbawa, bakal at brass) na may iba't ibang coefficients of thermal expansion, na matatag na pinagsasama-pagkakaisa sa kanilang haba. Kapag inihain o ininom ang bimetallic strip, ito ay kumukurba o kumukulog dahil sa hindi pantay na paglaki o pagkunsado ng dalawang metal. Ang halaga ng pagkukurba o pagkukulog ay proporsyonal sa pagbabago ng temperatura at maaaring ipahiwatig ng isang pointer sa isang calibrated scale.
Ang mga bimetallic strip thermometers ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya at aplikasyon dahil sa kanilang simplisidad, robustness, at mababang gastos. Maaari silang sukatin ang temperatura mula sa ilalim ng -100 °C hanggang higit pa sa 500 °C, depende sa materyales at disenyo ng bimetallic strip. Sila rin ay ganap na mekanikal na aparato na hindi nangangailangan ng anumang power source o electrical circuit.
Ang basic structure at prinsipyong bimetallic strip thermometer ay ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang bimetallic strip ay binubuo ng dalawang metal strips na may iba't ibang coefficients of thermal expansion, tulad ng bakal at brass. Ang steel strip ay may mas mababang coefficient of thermal expansion kaysa sa brass strip, na nangangahulugan ito ay naglalaki o kumukunsado nang mas kaunti kaysa sa brass strip para sa parehong pagbabago ng temperatura.
Larawan: Struktura at prinsipyo ng bimetallic strip
Kapag inihain ang bimetallic strip, ang brass strip ay lumalaki nang higit kaysa sa steel strip, nagdudulot ng pagkukurba ng bimetallic strip na ang brass side ay nasa labas ng kurba. Sa kabaligtaran, kapag ininom ang bimetallic strip, ang brass strip ay kumukunsado nang higit kaysa sa steel strip, nagdudulot ng pagkukurba ng bimetallic strip na ang brass side ay nasa loob ng kurba.
Ang pagkukurba o pagkukulog ng bimetallic strip ay maaaring gamitin upang ilipat ang isang pointer na nakalakip sa isang dulo ng strip, na nagpapahiwatig ng temperatura sa isang calibrated scale. Alternatibong, ang pagkukurba o pagkukulog ng bimetallic strip ay maaaring gamitin upang buksan o isara ang isang electrical contact, na maaaring i-trigger ang isang temperature control system o safety device.
Mayroong pangunahing dalawang uri ng bimetallic strip thermometers na magagamit sa merkado: spiral type at helical type. Ang parehong uri ay gumagamit ng coiled bimetallic strip upang taasan ang sensitibidad at kompaktness ng aparato.
Ang spiral-type bimetallic thermometer ay gumagamit ng bimetallic strip na nakabalot sa flat spiral coil. Ang inner end ng coil ay nakafix sa housing, samantalang ang outer end ng coil ay konektado sa isang pointer. Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, kapag tumaas o bumaba ang temperatura, ang coil ay kumukulog nang higit o mas kaunti, nagdudulot ng paggalaw ng pointer sa circular scale.
Larawan: Bimetal thermometer (spiral type)
Ang spiral-type bimetallic thermometer ay simple at murang gawin at operasyon. Gayunpaman, ito ay may ilang limitasyon, tulad ng:
Ang dial at ang sensor ay hindi hiwalay sa isa't isa, na nangangahulugan na ang buong aparato ay dapat maexpose sa medium na susukatin ang temperatura nito.
Ang accuracy at resolution ng aparato ay depende sa kalidad at uniformity ng bimetallic strip at bonding nito.
Ang aparato ay maaaring maapektuhan ng mechanical shocks o vibrations na maaaring sanhi ng mga error o damage.
Ang helical-type bimetallic thermometer ay gumagamit ng bimetallic strip na nakabalot sa helical coil, katulad ng spring. Ang lower end ng coil ay nakafix sa shaft, samantalang ang upper end ng coil ay libreng makagalaw. Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, kapag tumaas o bumaba ang temperatura, ang coil ay lumalaki o kumukunsado axially, nagdudulot ng pag-rotate ng shaft. Ang pag-rotate ng shaft ay maaaring ipadala sa isang pointer sa pamamagitan ng gear-lever system, na nagpapahiwatig ng temperatura sa linear scale.
Larawan: Bimetal thermometer (helical type)
Ang helical-type bimetallic thermometer ay may ilang mga advantage sa kumpara sa spiral type, tulad ng:
Ang dial at ang sensor ay maaaring hiwalayin sa isa't isa sa pamamagitan ng flexible capillary tube, na nagbibigay-daan sa aparato na sukatin ang temperatura sa remote o inaccessible locations.
Ang accuracy at resolution ng aparato ay mas mataas kaysa sa spiral type dahil sa mas malaking displacement at leverage ng helical coil.
Ang aparato ay mas kaunti ang maapektuhan ng mechanical shocks o vibrations na maaaring makaapekto sa spiral.
Ang bimetallic strip thermometers ay may malawak na range ng aplikasyon sa iba't ibang field at industriya, tulad ng:
Temperature control devices: Maaaring gamitin ang bimetallic strip thermometers upang i-activate o i-deactivate ang cooling o heating system kapag ang temperatura ay umabot sa preset value. Halimbawa, maaaring gamitin ang bimetallic strip upang i-switch off ang electric kettle kapag ang tubig ay tumubo o upang i-turn on ang fan kapag ang temperatura ng kwarto ay masyadong mataas.
Air conditioning at refrigeration: Maaaring gamitin ang bimetallic strip thermometers upang sukatin at regulahin ang temperatura sa air ducts, refrigerators, freezers, at iba pang cooling o heating devices. Halimbawa, maaaring gamitin ang spiral-type bimetallic thermometer sa air conditioning thermostat upang ayusin ang airflow batay sa desired temperature.
Industrial processes: Maaaring gamitin ang bimetallic strip thermometers upang monitorin at kontrolin ang temperatura sa iba't ibang industrial processes, tulad ng oil refining, tire vulcanizing, hot soldering, hot wire heating, at iba pa. Halimbawa, maaaring gamitin ang helical-type bimetallic thermometer sa oil burner upang regulahin ang fuel supply batay sa temperatura ng apoy.
Temperature measurement at indication: Maaaring gamitin ang bimetallic strip thermometers upang sukatin at ipakita ang temperatura ng iba't ibang media, tulad ng liquids, gases, solids, at surfaces. Halimbawa, maaaring gamitin ang bimetallic strip thermometer upang sukatin ang temperatura ng tubig sa heating pipe o ang surface temperature ng engine.
Ang bimetallic strip thermometers ay angkop para sa mga aplikasyong ito dahil sila ay:
Simple at murang gawin: Ang bimetallic strip thermometers ay may simple structure at design na madali gawin at operasyon. Hindi sila nangangailangan ng anumang power source o electrical circuit, na nagrereduce ng cost at maintenance ng aparato.
Robust at durable: Ang bimetallic strip thermometers ay gawa sa metallic materials na resistant sa corrosion, wear, at shock. Maaari silang tanggapin ang mataas na temperatura at presyon nang hindi nawawalan ng accuracy o functionality.
Mechanical at analog: Ang bimetallic strip thermometers ay mekanikal na aparato na nagpapalabas ng analog output na directly proportional sa pagbabago ng temperatura. Hindi sila nangangailangan ng calibration o adjustment, at hindi sila naapektuhan ng electromagnetic interference o noise.
