Bimetallic Strip Thermometer: Működése és Alkalmazásai
Mit az ötvözet hőmérő?
Az ötvözet hőmérő egy eszköz, amely a szilárd anyagok különböző hőmérsékleti kiterjesztésének elvét használja a hőmérséklet mérése érdekében. Két fémlemez (pl. acél és bronz) különböző hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval rendelkező anyagból áll, amelyek erősen össze vannak kötve hosszuk mentén. Amikor az ötvözet hőmérő melegített vagy lehűtött, görbézeti vagy elforgatódik, mert a két fém különbözően terjeszkedik vagy összenyomul. A görbület vagy elforgatódás mértéke arányos a hőmérsékletváltozással, és mutatóval jelölhető egy kalibrált skálán.
Az ötvözet hőmérők széles körben használatban vannak különböző iparágakban és alkalmazásokban, mivel egyszerűek, tartósak és olcsóak. -100 °C alatt és 500 °C felett is mérhetik a hőmérsékletet, attól függően, hogy milyen anyagokból és milyen szerkezetben van az ötvözet hőmérő. Teljesen mechanikus eszközök, nem igényelnek energiaforrást vagy elektromos áramkört.
Működése az ötvözet hőmérőnek?
Az ötvözet hőmérő alapvető szerkezete és működési elve a lenti ábrán látható. Az ötvözet hőmérő két fémlemez (pl. acél és bronz) különböző hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval rendelkező anyagból áll. Az acéllemez kisebb hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval rendelkezik, mint a bronzlemez, ami azt jelenti, hogy ugyanazon hőmérsékletváltozásnál kevesebb terjeszkedik, mint a bronzlemez.
Ábra: Ötvözet hőmérő szerkezete és működési elve
Amikor az ötvözet hőmérő melegített, a bronzlemez többet terjeszkedik, mint az acéllemez, ami azt eredményezi, hogy az ötvözet hőmérő görbézeti, a bronz oldala a görbe külső oldalán. Fordítva, amikor az ötvözet hőmérő lehűtött, a bronzlemez többet nyomul, mint az acéllemez, ami azt eredményezi, hogy az ötvözet hőmérő görbézeti, a bronz oldala a görbe belső oldalán.
Az ötvözet hőmérő görbézeti vagy elforgatódása egy mutató mozgatására használható, amely a hőmérő egyik végehez van csatlakoztatva, és a kalibrált skálán jelzi a hőmérsékletet. Alternatívaként, az ötvözet hőmérő görbézeti vagy elforgatódása elektromos kapcsolat megnyitására vagy bezárására használható, ami bekapcsolhat egy hőmérséklet-irányító rendszert vagy biztonsági eszközt.
Ötvözet hőmérő típusai
Főleg két fajta ötvözet hőmérő található a piacra: spirális típusú és csavartípusú. Mindkét típus csavarformában ötvözet hőmérőt használ, hogy növelje az eszköz érzékenységét és kompaktságát.
Spirális típusú ötvözet hőmérő
A spirális típusú ötvözet hőmérő egy ötvözet hőmérőt használ, amelyet egy lapos spirálba tömörítettek. A spirál belső vége rögzítve van a házban, míg a spirál külső vége csatlakoztatva van a mutatóhoz. Látható a lenti ábrán, amikor a hőmérséklet emelkedik vagy csökken, a spirál többet vagy kevesebbet elforgatódik, ami a mutatót egy kör alakú skálán mozgatja.
Ábra: Ötvözet hőmérő (spirális típus)
A spirális típusú ötvözet hőmérő egyszerű és olcsó gyártású és üzemeltethető. Ugyanakkor néhány korlátozása van, mint például:
A műsorszám és a szenzor nem vannak elválasztva egymástól, ami azt jelenti, hogy az egész eszköznek kitenni kell a hőmérsékletét mérni kívánt médiumra.
Az eszköz pontossága és felbontása függ az ötvözet hőmérő minőségétől és egyenleteségétől, valamint annak kötésétől.
Az eszköz mechanikus sokkolásokon vagy rezgésekön keresztül befolyásolható, ami hibákat vagy károkat okozhat.
Csavartípusú ötvözet hőmérő
A csavartípusú ötvözet hőmérő egy ötvözet hőmérőt használ, amelyet egy csavart formában tömörítettek, hasonlóan egy rugóhoz. A csavar alsó vége rögzítve van egy tengelyen, míg a csavar felső vége szabadon mozoghat. Látható a lenti ábrán, amikor a hőmérséklet emelkedik vagy csökken, a csavar axiálisan kiterjed vagy összenyomul, ami a tengely forgatását okozza. A tengely forgása továbbítható egy mutatóra fogaskerekes-leverrendszerrel, ami a hőmérsékletet egy vonalas skálán jelzi.
Ábra: Ötvözet hőmérő (csavartípus)
A csavartípusú ötvözet hőmérő néhány előnye van a spirális típushoz képest, mint például:
A műsorszám és a szenzor elválasztható egymástól rugalmas szivattyúhasználatával, ami lehetővé teszi, hogy az eszköz távoli vagy elérhetetlen helyeken mérje a hőmérsékletet.
Az eszköz pontossága és felbontása magasabb, mint a spirális típus, mert a csavar nagyobb elmozdulását és leverhelyzetét használja.
Az eszköz kevésbé érzékeny a mechanikus sokkolásokra vagy rezgésekre, amelyek befolyásolhatják a spirált.
Ötvözet hőmérők alkalmazásai
Az ötvözet hőmérők széles körben használatban vannak különböző területeken és iparágakban, mint például:
Hőmérséklet-irányító eszközök: Az ötvözet hőmérők aktiválhatják vagy deaktiválhatják a hűtő- vagy fűtőrendszert, amikor a hőmérséklet eléri a beállított értéket. Például, egy ötvözet hőmérő kikapcsolhat egy elektromos forróvízforralót, amikor a víz forr, vagy bekapcsolhat egy ventilátort, ha a szobahőmérséklet túl magas.
Légkondicionálás és hűtés: Az ötvözet hőmérők mérhetik és szabályozhatják a hőmérsékletet légcsatornákban, hűtőkben, fagyasztókban és más hűtő- vagy fűtőeszközökben. Például, egy spirális típusú ötvözet hőmérő használható egy légkondicionáló termostátban, hogy a szellőzést a kívánt hőmérséklet szerint állítsa be.
Ipari folyamatok: Az ötvözet hőmérők figyelhetik és irányíthatják a hőmérsékletet különböző ipari folyamatokban, mint például a szénhidrogén-kisajátítás, a gumifelügyelet, a forróvonalas varázslás, a forródrótkészítés és mások. Például, egy csavartípusú ötvözet hőmérő használható egy olajfűtőben, hogy a láng hőmérsékletétől függően szabályozza a üzemanyag beszállítását.
Hőmérséklet mérése és megjelenítése: Az ötvözet hőmérők mérhetik és megjeleníthetik a hőmérsékletet különböző közegben, mint például folyadékok, gázok, szilárdtestek és felületek. Például, egy ötvözet hőmérő mérheti a fűtőcsőben lévő viz hőmérsékletét vagy a motor felületének hőmérsékletét.
Az ötvözet hőmérők alkalmasak ezekre az alkalmazásokra, mert:
