बाइमेटलिक स्ट्रिप थर्मोमीटर एक उपकरण है जो ठोसों के विभिन्न तापीय प्रसार के सिद्धांत का उपयोग करके तापमान मापता है। इसमें दो धातु की पट्टियाँ (जैसे, स्टील और ब्रास) होती हैं जिनके तापीय प्रसार के गुणांक अलग-अलग होते हैं, जो उनकी लंबाई के साथ दृढ़तापूर्वक जोड़ी जाती हैं। जब बाइमेटलिक स्ट्रिप को गर्म किया जाता है या ठंडा किया जाता है, तो दोनों धातुओं के असमान प्रसार या संकुचन के कारण यह झुकता या घुमावदार हो जाता है। झुकाव या घुमाव की मात्रा तापमान परिवर्तन के समानुपातिक होती है और इसे एक कैलिब्रेटेड स्केल पर एक इंगितक द्वारा दर्शाया जा सकता है।
बाइमेटलिक स्ट्रिप थर्मोमीटर विभिन्न उद्योगों और अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे सरल, मजबूत और कम लागत वाले होते हैं। वे -100 °C से अधिक 500 °C तक का तापमान माप सकते हैं, जो बाइमेटलिक स्ट्रिप के सामग्री और डिजाइन पर निर्भर करता है। वे पूरी तरह से यांत्रिक उपकरण होते हैं जिनके लिए किसी भी ऊर्जा स्रोत या विद्युत परिपथ की आवश्यकता नहीं होती है।
बाइमेटलिक स्ट्रिप थर्मोमीटर की मूल संरचना और सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। बाइमेटलिक स्ट्रिप में दो धातु की पट्टियाँ होती हैं जिनके तापीय प्रसार के गुणांक अलग-अलग होते हैं, जैसे स्टील और ब्रास। स्टील पट्टी का तापीय प्रसार का गुणांक ब्रास पट्टी से कम होता है, जिसका अर्थ है कि एक ही तापमान परिवर्तन के लिए यह ब्रास पट्टी की तुलना में कम प्रसारित या संकुचित होती है।
चित्र: बाइमेटलिक स्ट्रिप की संरचना और सिद्धांत
जब बाइमेटलिक स्ट्रिप को गर्म किया जाता है, तो ब्रास पट्टी स्टील पट्टी की तुलना में अधिक प्रसारित होती है, जिससे बाइमेटलिक स्ट्रिप ब्रास की ओर वक्र के बाहरी तरफ झुक जाता है। इसके विपरीत, जब बाइमेटलिक स्ट्रिप को ठंडा किया जाता है, तो ब्रास पट्टी स्टील पट्टी की तुलना में अधिक संकुचित होती है, जिससे बाइमेटलिक स्ट्रिप ब्रास की ओर वक्र के अंदरी तरफ झुक जाता है।
बाइमेटलिक स्ट्रिप का झुकाव या घुमाव एक इंगितक को एक छोर से जोड़ने का उपयोग किया जा सकता है, जो एक कैलिब्रेटेड स्केल पर तापमान दर्शाता है। वैकल्पिक रूप से, बाइमेटलिक स्ट्रिप का झुकाव या घुमाव एक विद्युत संपर्क को खोलने या बंद करने का उपयोग किया जा सकता है, जो एक तापमान नियंत्रण प्रणाली या एक सुरक्षा उपकरण को ट्रिगर कर सकता है।
बाजार में दो प्रकार के बाइमेटलिक स्ट्रिप थर्मोमीटर उपलब्ध हैं: स्पाइरल प्रकार और हेलिकल प्रकार। दोनों प्रकार बाइमेटलिक स्ट्रिप को गुंथकर उपकरण की इंद्रियता और संक्षिप्तता बढ़ाने का उपयोग करते हैं।
स्पाइरल प्रकार का बाइमेटलिक थर्मोमीटर एक बाइमेटलिक स्ट्रिप का उपयोग करता है जो एक सपाट स्पाइरल कोइल में लपेटा जाता है। कोइल का आंतरिक सिरा हाउसिंग से फिक्स किया जाता है, जबकि कोइल का बाहरी सिरा एक इंगितक से जुड़ा होता है। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जब तापमान बढ़ता है या घटता है, तो कोइल अधिक या कम घुमता है, जिससे इंगितक एक वृत्ताकार स्केल पर चलता है।
चित्र: बाइमेटलिक थर्मोमीटर (स्पाइरल प्रकार)
स्पाइरल प्रकार का बाइमेटलिक थर्मोमीटर बनाना और संचालित करना सरल और सस्ता है। हालांकि, इसकी कुछ सीमाएं हैं, जैसे:
डायल और सेंसर एक दूसरे से अलग नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि उपकरण को उस माध्यम के लिए पूरी तरह से खुला रखना होता है जिसका तापमान मापा जाना है।
उपकरण की सटीकता और रिज़ोल्यूशन बाइमेटलिक स्ट्रिप और उसके बंदिंग की गुणवत्ता और समानता पर निर्भर करती है।
उपकरण को यांत्रिक झटके या कंपन से प्रभावित होने का खतरा हो सकता है जो त्रुटियों या क्षति का कारण बन सकता है।
हेलिकल प्रकार का बाइमेटलिक थर्मोमीटर एक बाइमेटलिक स्ट्रिप का उपयोग करता है जो एक हेलिकल कोइल, स्प्रिंग जैसे, में लपेटा जाता है। कोइल का निचला सिरा एक शाफ्ट से फिक्स किया जाता है, जबकि कोइल का ऊपरी सिरा स्वतंत्र रूप से चल सकता है। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जब तापमान बढ़ता है या घटता है, तो कोइल अक्षीय रूप से फैलता या संकुचित होता है, जिससे शाफ्ट घूमता है। शाफ्ट की घूमने को एक गियर-लेवर प्रणाली द्वारा एक इंगितक तक पहुंचाया जा सकता है, जो एक रेखीय स्केल पर तापमान दर्शाता है।
चित्र: बाइमेटलिक थर्मोमीटर (हेलिकल प्रकार)
हेलिकल प्रकार का बाइमेटलिक थर्मोमीटर स्पाइरल प्रकार से कुछ फायदे हैं, जैसे:
