İki Katlı Metal Termometresi: Nasıl Çalışır ve Uygulamaları
Bimetalyik Şerit Termometresi Nedir?
Bimetalyik şerit termometresi, katıların farklı termal genişlemesi ilkesini kullanarak sıcaklığı ölçen bir cihazdır. İki metal şeritten (örneğin, çelik ve bakır) oluşur ve bu şeritler farklı termal genişleme katsayılara sahiptir. Bu iki metal şerit, uzunlukları boyunca sıkıca birleştirilmiştir. Bimetalyik şerit ısıtıldığında veya soğutulduğunda, iki metalin eşit olmayan genişlemesi veya daralması nedeniyle bükülür veya bükülür. Bükülme veya bükülmenin miktarı sıcaklık değişikliğine orantılıdır ve kalibre edilmiş bir ölçek üzerinde gösterge ile belirtilebilir.
Bimetalyik şerit termometreleri, basitliği, dayanıklılığı ve düşük maliyeti nedeniyle çeşitli endüstri ve uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Malzemelerine ve bimetalyik şeritin tasarımına bağlı olarak -100 °C'den fazla 500 °C'ye kadar olan sıcaklıkları ölçebilirler. Ayrıca herhangi bir güç kaynağı veya elektrik devresi gerektirmeyen tamamen mekanik cihazlardır.
Bimetalyik Şerit Termometresi Nasıl Çalışır?
Bimetalyik şerit termometresinin temel yapısı ve prensibi aşağıdaki figürde gösterilmiştir. Bimetalyik şerit, çelik ve bakır gibi farklı termal genişleme katsayılara sahip iki metal şeritten oluşur. Çelik şeridin termal genişleme katsayısı bakır şeridinkinden daha düşük olduğu için, aynı sıcaklık değişiminde çelik şeridi bakır şeridine göre daha az genişler veya daralır.
Şekil: Bimetalyik şerit yapısı ve prensibi
Bimetalyik şerit ısıtıldığında, bakır şeridi çelik şeridine göre daha fazla genişler ve bimetalyik şerit, bakır tarafının eğri dış tarafında olmasıyla bükülür. Tersine, bimetalyik şerit soğutulduğunda, bakır şeridi çelik şeridine göre daha fazla daralır ve bimetalyik şerit, bakır tarafının eğri iç tarafında olmasıyla bükülür.
Bimetalyik şeritin bükülmesi veya bükülmesi, şeritin bir ucuna bağlı bir göstergeyi hareket ettirmek için kullanılabilir. Bu gösterge, kalibre edilmiş bir ölçek üzerinde sıcaklığı belirtir. Alternatif olarak, bimetalyik şeritin bükülmesi veya bükülmesi, bir elektriksel temasın açılmasına veya kapanmasına neden olabilir. Bu, bir sıcaklık kontrol sistemi veya bir güvenlik cihazı tetikleyebilir.
Bimetalyik Şerit Termometresi Türleri
Piyasada genel olarak iki tür bimetalyik şerit termometresi mevcuttur: spiral tip ve sarmal tip. Her iki tür de, cihazın hassaslığını ve kompaklığını artırmak için sarılmış bir bimetalyik şerit kullanır.
Spiral Tip Bimetalyik Termometre
Spiral tip bimetalyik termometre, düz bir spiral bobin haline sarılmış bir bimetalyik şerit kullanır. Bobinin iç ucundaki uc sabitlenirken, dış ucundaki uc bir göstergeye bağlanır. Aşağıdaki figürde görüldüğü gibi, sıcaklık yükseldiğinde veya düştüğünde, bobin daha fazla veya daha az bükülür ve gösterge, dairesel bir ölçek boyunca hareket eder.
Şekil: Bimetalyik termometre (spiral tip)
Spiral tip bimetalyik termometre, üretimi ve kullanımı basit ve ekonomiktir. Ancak bazı sınırlamaları vardır, örneğin:
Dial ve sensör birbirinden ayrılmış değildir, bu da cihazın tamamının ölçülmesi gereken ortama maruz kalması gerektiği anlamına gelir.
Cihazın doğruluğu ve çözünürlüğü, bimetalyik şerit ve onun birleşiminin kalitesine ve birlikte çalışmasına bağlıdır.
Cihaz, hata veya hasara neden olabilecek mekanik şoklar veya titreşimler etkilenmiş olabilir.
Sarmal Tip Bimetalyik Termometre
Sarmal tip bimetalyik termometre, bir yay benzeri sarmal haline sarılmış bir bimetalyik şerit kullanır. Bobinin alt ucundaki uc bir şafta sabitlenirken, üst ucundaki uc serbestçe hareket edebilir. Aşağıdaki figürde görüldüğü gibi, sıcaklık yükseldiğinde veya düştüğünde, bobin eksenel olarak genişler veya daralır ve şaft döner. Şafın dönmesi, bir dişli-basamak sistemi aracılığıyla bir göstergeye iletilir ve bu gösterge, doğrusal bir ölçek üzerinde sıcaklığı belirtir.
Şekil: Bimetalyik termometre (sarmal tip)
Sarmal tip bimetalyik termometre, spiral tipine göre bazı avantajları vardır, örneğin:
Dial ve sensör, esnek bir kapilary tüp kullanılarak birbirinden ayrılabilir, bu da cihazın uzaktaki veya erişilemez yerlerde sıcaklığı ölçmesini sağlar.
Cihazın doğruluğu ve çözünürlüğü, sarmal bobinin daha büyük yer değiştirme veavançlılığı nedeniyle spiral tipine göre daha yüksektir.
Cihaz, sarmal etkileyebilecek mekanik şoklar veya titreşimlere karşı daha az hassastır.
Bimetalyik Şerit Termometrelerinin Uygulamaları
Bimetalyik şerit termometreleri, çeşitli alanlarda ve endüstrilerde geniş bir uygulama alanına sahiptir, örneğin:
Sıcaklık kontrol cihazları: Bimetalyik şerit termometreleri, sıcaklık belirlenen bir değere ulaştığında bir soğutma veya ısıtma sistemini aktive etmek veya devre dışı bırakmak için kullanılabilir. Örneğin, bir bimetalyik şerit, su kaynarken elektrikli bir kazanı kapatmak veya oda sıcaklığının çok yüksek olduğunda bir fanı açmak için kullanılabilir.
Havalandırma ve soğutma: Bimetalyik şerit termometreleri, havalandırma kanallarında, buzdolablarında, dondurucularda ve diğer soğutma veya ısıtma cihazlarında sıcaklığı ölçmek ve düzenlemek için kullanılabilir. Örneğin, bir spiral tip bimetalyik termometre, istenen sıcaklığa göre hava akışını ayarlamak için bir klima termostattan kullanılabilir.
Endüstriyel süreçler: Bimetalyik şerit termometreleri, petrol rafinerisi, lastik vulkanizasyonu, sıcak lehim, sıcak tel ısıtma ve diğer endüstriyel süreçlerde sıcaklığı izlemek ve kontrol etmek için kullanılabilir. Örneğin, bir sarmal tip bimetalyik termometre, bir yanıcıya sıcaklıkına göre yakıt beslemesini düzenlemek için kullanılabilir.
Sıcaklık ölçümü ve gösterimi: Bimetalyik şerit termometreleri, sıvılar, gazlar, katılar ve yüzeyler gibi çeşitli ortamların sıcaklığını ölçmek ve göstermek için kullanılabilir. Örneğin, bir bimetalyik şerit termometre, bir ısıtma borusundaki su sıcaklığını veya bir motor yüzey sıcaklığını ölçmek için kullanılabilir.
Bimetalyik şerit termometreleri, bu uygulamalar için uygunlardır çünkü:
Basit ve ekonomik: Bimetalyik şerit termometreleri, üretim ve kullanımı kolay olan basit bir yapı ve tasarımına sahiptir. Herhangi bir güç kaynağı veya elektrik devresi gerektirmediği için, cihazın maliyetini ve bakımını azaltırlar.
