양금속대 온도계: 작동 원리와 응용 분야
양금속 스트립 온도계는 무엇인가요?
양금속 스트립 온도계는 고체의 열팽창률이 서로 다른 원리를 이용하여 온도를 측정하는 장치입니다. 이 장치는 열팽창 계수가 다른 두 개의 금속 스트립(예: 강철과 황동)으로 구성되며, 길이 전체에 걸쳐 단단히 결합되어 있습니다. 양금속 스트립이 가열되거나 냉각되면 두 금속의 불균등한 팽창 또는 수축으로 인해 굽거나 비틀어집니다. 굽거나 비틀리는 정도는 온도 변화와 비례하며, 이를 캘리브레이트된 스케일에 포인터로 표시할 수 있습니다.
양금속 스트립 온도계는 간단하고 견고하며 저렴하기 때문에 다양한 산업 및 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 이들은 재료와 디자인에 따라 -100°C 미만에서 500°C 이상까지의 온도를 측정할 수 있습니다. 또한 전원 공급이나 전기 회로가 필요 없는 완전 기계식 장치입니다.
양금속 스트립 온도계는 어떻게 작동하나요?
양금속 스트립 온도계의 기본 구조와 원리는 아래 그림에 표시되어 있습니다. 양금속 스트립은 강철과 황동과 같이 열팽창 계수가 다른 두 개의 금속 스트립으로 구성됩니다. 강철 스트립은 황동 스트립보다 낮은 열팽창 계수를 가지므로, 같은 온도 변화에서도 황동 스트립보다 덜 팽창하거나 수축합니다.
그림: 양금속 스트립의 구조와 원리
양금속 스트립이 가열되면, 황동 스트립이 강철 스트립보다 더 많이 팽창하여 양금속 스트립이 황동 쪽이 곡선의 바깥쪽을 향하게 굽습니다. 반대로, 양금속 스트립이 냉각되면, 황동 스트립이 강철 스트립보다 더 많이 수축하여 양금속 스트립이 황동 쪽이 곡선의 안쪽을 향하게 굽습니다.
양금속 스트립의 굽힘 또는 비틀림은 스트립의 한쪽 끝에 연결된 포인터를 움직여 캘리브레이트된 스케일에 온도를 표시하는 데 사용될 수 있습니다. 또는, 양금속 스트립의 굽힘 또는 비틀림은 전기 접점을 열거나 닫아 온도 제어 시스템이나 안전 장치를 트리거할 수 있습니다.
양금속 스트립 온도계의 종류
시장에는 주로 두 가지 유형의 양금속 스트립 온도계가 있습니다: 나선형과 나선형. 두 유형 모두 감긴 양금속 스트립을 사용하여 장치의 민감성과 컴팩트성을 증가시킵니다.
나선형 양금속 온도계
나선형 양금속 온도계는 평평한 나선형 코일로 감긴 양금속 스트립을 사용합니다. 코일의 내부 끝은 하우징에 고정되고, 외부 끝은 포인터에 연결됩니다. 아래 그림과 같이, 온도가 상승하거나 하락하면 코일이 더 많이 또는 덜 비틀어져 포인터가 원형 스케일을 따라 움직입니다.
그림: 양금속 온도계 (나선형)
나선형 양금속 온도계는 제조 및 운전이 간단하고 저렴합니다. 그러나 다음과 같은 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
다이얼과 센서가 서로 분리되어 있지 않으므로, 온도를 측정하려는 매체에 장치 전체가 노출되어야 합니다.
장치의 정확성과 해상도는 양금속 스트립의 품질과 일관성, 그리고 결합 상태에 따라 달라집니다.
기계적 충격이나 진동으로 인해 오류가 발생하거나 손상될 수 있습니다.
나선형 양금속 온도계
나선형 양금속 온도계는 스프링과 유사하게 나선형 코일로 감긴 양금속 스트립을 사용합니다. 코일의 하단은 샤프트에 고정되고, 상단은 자유롭게 움직일 수 있습니다. 아래 그림과 같이, 온도가 상승하거나 하락하면 코일이 축 방향으로 팽창하거나 수축하여 샤프트가 회전합니다. 샤프트의 회전은 기어-레버 시스템을 통해 포인터로 전달되어 선형 스케일에 온도를 표시합니다.
그림: 양금속 온도계 (나선형)
나선형 양금속 온도계는 나선형보다 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다:
유연한 캡릴러리 튜브를 사용하여 다이얼과 센서를 분리할 수 있으므로, 장치가 원격 위치나 접근하기 어려운 위치에서 온도를 측정할 수 있습니다.
나선형 코일의 큰 변위와 레버리지로 인해 나선형보다 정확성과 해상도가 높습니다.
나선형에 영향을 줄 수 있는 기계적 충격이나 진동에 덜 취약합니다.
양금속 스트립 온도계의 응용 분야
양금속 스트립 온도계는 다양한 분야와 산업에서 다음과 같은 응용 분야가 있습니다:
온도 제어 장치: 양금속 스트립 온도계는 예정된 값에 도달하면 냉각 또는 가열 시스템을 활성화하거나 비활성화하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 양금속 스트립은 물이 끓으면 전기 주전자를 끄거나, 실내 온도가 너무 높으면 선풍기를 켤 수 있습니다.
공기 조절 및 냉각: 양금속 스트립 온도계는 공기 덕트, 냉장고, 냉동고 및 기타 냉각 또는 가열 장치에서 온도를 측정하고 조절하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 나선형 양금속 온도계는 공기 조절기에서 원하는 온도에 따라 공기 흐름을 조정하는 데 사용할 수 있습니다.
산업 공정: 양금속 스트립 온도계는 석유 정제, 타이어 가압, 핫 솔더링, 핫 와이어 가열 등 다양한 산업 공정에서 온도를 모니터링하고 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 나선형 양금속 온도계는 플레임의 온도에 따라 연료 공급을 조절하는 오일 버너에서 사용할 수 있습니다.
온도 측정 및 표시: 양금속 스트립 온도계는 액체, 가스, 고체 및 표면의 온도를 측정하고 표시하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 양금속 스트립 온도계는 난방 파이프의 물 온도나 엔진의 표면 온도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
양금속 스트립 온도계는 다음과 같은 이유로 이러한 응용 분야에 적합합니다:
간단하고 저렴함: 양금속 스트립 온도계는 제조 및 운전이 간단한 구조와 설계를 가지고 있습니다. 전원 공급이나 전기 회로가 필요 없으므로, 장치의 비용과 유지 관리가 줄어듭니다.
견고하고 내구성 있음: 양금속 스트립 온도계는 부식, 마모, 충격에 강한 금속 소재로 만들어져 있습니다. 높은 온도와 압력에도 정확성이나 기능을 잃지 않습니다.
기계적이고 아날로그: 양금속 스트립 온도계는 온도 변화에 직접적으로 비례하는 아날로그 출력을 생성하는 기계식 장치입니다. 보정이나 조정이 필요하지 않고, 전자기 간섭이나 노이즈에 영향을 받지 않습니다.
양금속 스트립 온도계의 장점과 단점
