Termometrong Bimetallic Strip: Paano Ito Gumagana at Ang Mga Application Nito
Ano ang Bimetallic Strip Thermometer?
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 masiglang pinagsama-sama sa kanilang haba. Kapag inihain o inabot ang bimetallic strip, ito ay kumukurba o kumukulob dahil sa hindi pantay na paglaki o pagkumpol ng dalawang metals. Ang halaga ng pagkukurba o pagkukulob ay proporsyonal sa pagbabago ng temperatura at maaaring ipakita ng isang pointer sa isang calibrated scale.
Malawakang ginagamit ang bimetallic strip thermometers sa iba't ibang industriya at aplikasyon dahil sa kanilang simplisidad, robustness, at mababang gastos. Maaari silang sukatin ang temperatura mula sa -100 °C hanggang sa 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 source ng lakas o electrical circuit.
Paano Gumagana ang Bimetallic Strip Thermometer?
Ang basic structure at principle ng 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 nag-eexpand o nag-cocontract nang mas kaunti kaysa sa brass strip para sa parehong pagbabago ng temperatura.
Larawan: Structure at principle ng bimetallic strip
Kapag inihain ang bimetallic strip, ang brass strip ay lumalaki nang higit kaysa sa steel strip, na nagdudulot ng pagkukurba ng bimetallic strip na ang brass side ay nasa labas ng kurba. Sa kabaligtaran, kapag inabot ang bimetallic strip, ang brass strip ay kumukumpol nang higit kaysa sa steel strip, na nagdudulot ng pagkukurba ng bimetallic strip na ang brass side ay nasa loob ng kurba.
Ang pagkukurba o pagkukulob ng bimetallic strip ay maaaring gamitin upang ilipat ang isang pointer na nakatali sa isang dulo ng strip, na nagpapakita ng temperatura sa isang calibrated scale. Alternatibong, ang pagkukurba o pagkukulob ng bimetallic strip ay maaaring gamitin upang buksan o sarado ang isang electrical contact, na maaaring mag-trigger ng isang temperature control system o isang safety device.
Mga Uri ng Bimetallic Strip Thermometer
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 tanggapin ang sensitivity at compactness ng aparato.
Spiral Type Bimetallic Thermometer
Ang spiral-type bimetallic thermometer ay gumagamit ng bimetallic strip na wrapped sa flat spiral coil. Ang inner end ng coil ay nakapirmahan sa housing, habang 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 kumukulob nang higit o mas kaunti, na nagdudulot ng paggalaw ng pointer sa circular scale.
Larawan: Bimetal thermometer (spiral type)
Ang spiral-type bimetallic thermometer ay simple at mura na gawin at operasyon. Gayunpaman, ito ay may ilang limitasyon, tulad ng:
Ang dial at ang sensor ay hindi hiwalay mula sa isa't isa, na nangangahulugan na ang buong aparato ay dapat na ma-expose 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.
Maaaring maapektuhan ang aparato ng mechanical shocks o vibrations na maaaring magdulot ng mga error o pinsala.
Helical Type Bimetallic Thermometer
Ang helical-type bimetallic thermometer ay gumagamit ng bimetallic strip na wrapped sa helical coil, katulad ng spring. Ang lower end ng coil ay nakapirmahan sa shaft, habang ang upper end ng coil ay libre na galawin. Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, kapag tumaas o bumaba ang temperatura, ang coil ay lumalaki o kumukumpol axially, na nagdudulot ng pag-rotate ng shaft. Ang pag-rotate ng shaft ay maaaring ma-transmit sa isang pointer sa pamamagitan ng gear-lever system, na nagpapakita ng temperatura sa linear scale.
Larawan: Bimetal thermometer (helical type)
Ang helical-type bimetallic thermometer ay may ilang mga advantage sa ibabaw ng spiral type, tulad ng:
Ang dial at ang sensor ay maaaring hiwalayin mula sa isa't isa sa pamamagitan ng paggamit 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 susceptible sa mechanical shocks o vibrations na maaaring maapektuhan ang spiral.
Mga Aplikasyon ng Bimetallic Strip Thermometers
Ang bimetallic strip thermometers ay may malawak na range ng aplikasyon sa iba't ibang fields 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 umabot ang temperatura sa preset value. Halimbawa, maaaring gamitin ang bimetallic strip upang i-switch off ang electric kettle kapag uminom ang tubig o i-turn on ang fan kapag masyadong mainit ang temperatura ng kwarto.
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 ayon 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 iregulate ang fuel supply ayon 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 mura: Ang bimetallic strip thermometers ay may simple structure at design na madali na gawin at operasyon. Hindi sila nangangailangan ng anumang power source o electrical circuit, na nagbabawas ng gastos 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 walang nawalan ng accuracy o functionality.
Mechanical at analog: Ang bimetallic strip thermometers ay mechanical devices na nagproduce ng analog output na direktang proportional sa pagbabago ng temperatura. Hindi sila nangangailangan ng calibration o adjustment, at hindi sila maapektuhan ng electromagnetic interference o noise.
