Двометална лента термометар: Како функционира и неговите применувања

Што е термометар со двострука метална лента?

Термометарот со двострука метална лента е уред кој користи принципот на различната топлинска експанзија на чврсти материјали за мерење на температурата. Состои од две метални ленти (нпр. јакира и латун) со различни коефициенти на топлинска експанзија, кои се здружени долж нивната должина. Кога двоструката метална лента се загреја или охлади, тоа се извија или се скрцува поради нееднаквата експанзија или контракција на двете метали. Количината на извивање или скрцување е пропорционална на промената во температурата и може да се покаже со показувач на калибрирана скала.

Термометрите со двострука метална лента се широко користат во различни индустрии и применувања поради нивната едноставност, оддржливост и ниска цена. Можат да мериат температури од под -100 °C до повеќе од 500 °C, в зависност од материјалите и дизајнот на двоструката метална лента. Тие се потполно механички уреди кои не бараат никаква извор на енергија или електрична кола.

Како функционира термометарот со двострука метална лента?

Основната структура и принцип на термометарот со двострука метална лента се прикажани на следната слика. Двоструката метална лента се состои од две метални ленти со различни коефициенти на топлинска експанзија, како што се јакира и латун. Јакирската лента има помал коефициент на топлинска експанзија од латунската лента, што значи дека се експандира или се контрактира помалку од латунската лента за иста промена на температурата.

Слика: Структура и принцип на двострука метална лента

Кога двоструката метална лента се загреја, латунската лента се експандира повеќе од јакирската лента, што го причинува двоструката метална лента да се извие со латунската страна на надворешната страна на кривината. Наспако, кога двоструката метална лента се охлади, латунската лента се контрактира повеќе од јакирската лента, што го причинува двоструката метална лента да се извие со латунската страна на внатрешната страна на кривината.

Извивањето или скрцувањето на двоструката метална лента може да се користи за движење на показувач прикрепен на еден крај на лентата, кој покажува температурата на калибрирана скала. Во алтернативна варијанта, извивањето или скрцувањето на двоструката метална лента може да се користи за отварање или затварање на електрична контакт, што може да активира систем за контрола на температурата или безбедносен уред.

Типови на термометри со двострука метална лента

Постојат главно два типа термометри со двострука метална лента достапни на пазарот: спирален тип и хеликален тип. Обата типа користат свиткана двострука метална лента за зголемување на осетливоста и компактноста на уредот.

Спирален тип термометар со двострука метална лента

Термометарот со двострука метална лента на спирален тип користи двострука метална лента која е свиткана во плоска спирала. Внатрешниот крај на спиралата е фиксиран на жилиштето, додека надворешниот крај на спиралата е поврзан со показувач. Како што е прикажано на следната слика, кога температурата се зголемува или намалува, спиралата се скрцува повеќе или помалку, што го прави показувачот да се движи по кругова скала.

Слика: Биметалски термометар (спирален тип)

Термометарот со двострука метална лента на спирален тип е едноставен и евтен за производство и функционирање. Меѓутоа, има некои ограничувања, како:

• Дијалот и сензорот не се одделуваат еден од друг, што значи дека целата опрема мора да биде изложена на медиумот чија температура треба да се мери.

• Точноста и резолуцијата на уредот зависат од квалитетот и униформноста на двоструката метална лента и нејзината спојница.

• Уредот може да биде влијан од механички удари или вибрации кои можат да предизвикаат грешки или повреди.

Хеликален тип термометар со двострука метална лента

Термометарот со двострука метална лента на хеликален тип користи двострука метална лента која е свиткана во хеликална спирала, слична на пружина. Долната страна на спиралата е фиксирана на валец, додека горната страна на спиралата е слободна да се движи. Како што е прикажано на следната слика, кога температурата се зголемува или намалува, спиралата се експандира или се контрактира аксијално, што го причинува вртење на валецот. Вртењето на валецот може да се пренесе на показувач преку систем со зубна колела-левач, што покажува температурата на линеарна скала.

Слика: Биметалски термометар (хеликален тип)

Термометарот со двострука метална лента на хеликален тип има некои предности над спиралниот тип, како:

• Дијалот и сензорот може да се одделат еден од друг со користење на флексибилен капиларен цев, што овозможува уредот да мери температурата на далечни или недостапни места.

• Точноста и резолуцијата на уредот се поголеми од спиралниот тип поради поголемата деформација и левера на хеликалната спирала.

• Уредот е помалку подолжен на механички удари или вибрации кои можат да влијаат на спиралата.

Применувања на термометрите со двострука метална лента

Термометрите со двострука метална лента имаат широк опсег на применувања во различни области и индустрии, како:

• Уреди за контрола на температурата: Термометрите со двострука метална лента можат да се користат за активирање или деактивирање на система за хладење или нагревање кога температурата достигне зададена вредност. На пример, двострука метална лента може да се користи за исклучување на електрична заварувачка кана кога водата закипи или за вклучување на вентилатор кога температурата во собата е премногу висока.

• Вентилација и хладење: Термометрите со двострука метална лента можат да се користат за мерење и регулација на температурата во воздухопроводни трбуша, хладилници, замразувачи и други уреди за хладење или нагревање. На пример, термометар со двострука метална лента на спирален тип може да се користи во термостат за вентилација за прилагодување на протокот на воздух согласно желаната температура.

• Индустријски процеси: Термометрите со двострука метална лента можат да се користат за мониторинг и контрола на температурата во различни индустријски процеси, како што се рафинирање на нафта, вулканизација на гуми, топло заварување, топло нагревање со жица и други. На пример, термометар со двострука метална лента на хеликален тип може да се користи во горивен агрегат за регулација на притокот на гориво според температурата на пламток.

• Мерење и индицирање на температурата: Термометрите со двострука метална лента можат да се користат за мерење и приказување на температурата на различни медиуми, како што се течности, гасови, тверди материјали и површини. На пример, термометар со двострука метална лента може да се користи за мерење на температурата на водата во нагревна цев или на површината на мотор.