يعد مؤشر درجة الحرارة من أهم العوامل الفيزيائية التي تتم دراستها وملاحظتها وتصحيحها ، سواء كانت الحياة اليومية للفرد أو دورات الإنتاج أو البحث المخبري. اعتمادًا على الخصائص والميزات التقنية وآلية تحديد التشغيل ، يوجد تصنيف معين لأجهزة قياس درجة الحرارة إلى أنواع منفصلة: أجهزة سائلة تقليدية أو عدادات إلكترونية متطورة وليزر ، والتي تعد بديلاً مناسبًا لمقياس الحرارة المنزلي المألوف. طبعا مكان تطبيق مثل هذه الاجهزة عامل اساسي وحاسم
أنواع أدوات قياس درجة الحرارة
أجهزة لإجراء البحوث اللازمة ، بما في ذلك جهاز لقياس درجة حرارة الهواء ، تختلف في التصميم ، وكذلك في مبدأ التشغيل ، والتيتستخدم للقياسات. استخدام واسع النطاق بدرجة كافية في موازين الحرارة الملامسة والبعيدة ، وتسمى أيضًا مقاييس الحرارة. بالإضافة إلى تصنيف مجموعات أدوات قياس درجة الحرارة:
- ترمومترات تمدد سائل للزجاج والمعدن ، تعمل على خاصية تغيير حجم الأجسام عند درجات حرارة مختلفة. نطاق عملها من -190 إلى +500 درجة مئوية.
- موازين الحرارة المانومترية التي تستخدم العلاقة بين درجة الحرارة المتغيرة لمادة غازية موضوعة في حجم مغلق وضغط. العمل على القيم من -160 إلى +600 درجة مئوية
- تعمل موازين الحرارة المقاومة الكهربائية بالاعتماد على قدرة المواد الموصلة على تغيير المقاومة الكهربائية أثناء تسخينها وتبريدها. فعال في درجات حرارة من -200 إلى +650 درجة مئوية.
- المحولات الحرارية - المزدوجات الحرارية. تشارك في النطاق من 0 إلى +1800 درجة مئوية. تستخدم أدوات قياس درجة الحرارة هذه خاصية معدنين مختلفين وسبائك معدنية لتوليد قوة دافعة كهربائية عندما تتغير درجة حرارة التقاطع.
- جهاز لتحديد درجة الحرارة من +100 إلى +2500 درجة مئوية - بيرومتر الإشعاع (كهروضوئي ، ضوئي ، إشعاع). يرجع هذا الإجراء إلى حقيقة أن المؤشر الثابت يؤثر على كمية الحرارة التي يشعها الجسم. يشير إلى نوع القياس غير المتصل. هناك مقاييس بيرومتر ثابتة ومتحركة وذات درجات حرارة منخفضة وعالية.
موازين الحرارة وأجهزة الاستشعار
حسب تصنيف آخر لأجهزة التثبيت الحراريوهي مقسمة إلى موازين الحرارة وأجهزة استشعار درجة الحرارة.
الأولى هي الأدوات الميكانيكية ، بما في ذلك المقاييس المملوءة بالغاز ، والمعادن ثنائية المعدن ، وعدادات درجة حرارة الزجاج ، وأجهزة التحكم المركبة.
أجهزة الاستشعار الحرارية هي أجهزة إلكترونية متقدمة فائقة الدقة لتحديد قراءات درجة الحرارة في السوائل والمواد الصلبة. يجب أن تشمل هذه موازين الحرارة المقاومة ، والمزدوجات الحرارية ، ومحولات قراءات أجهزة الاستشعار وأجهزة الإشارة المجهزة بآليات الترحيل.
أحدث الكاشفات الحرارية مزودة بواجهة USB وذاكرة لحفظ وتحليل الدراسات ومؤشر ليزر.
عدادات درجة حرارة الماء
يتميز كل جهاز فردي لقياس درجة حرارة الماء والمحاليل الباردة والساخنة بمبدأ تشغيل خاص. هناك أجهزة عالمية مناسبة أيضًا لقياس مؤشرات الهواء.
موازين الحرارة السائلة
تُعرف عدادات السوائل الزجاجية بأنها أكثر موازين الحرارة الأولية والدقة ، وهي متوفرة في شكل مستقيم وبزاوية. ونطاق تطبيقها هو تحليل المعدات التكنولوجية ، وكذلك المرافق العامة (القياسات في خطوط الأنابيب). الأجهزة مناسبة للقيم من -35 إلى +600 درجة مئوية ، وغالبًا ما يستخدم الزئبق كعنصر حساس ، ويتم تسجيل القراءات على مقياس.
اعتمادًا على مكان التطبيق والميزات الهيكلية ، تتميز الأجهزة الطبية والتقنية والتلامس الكهربائي والسائل والعصا وغيرها من الأجهزة.
يتم تحديد جهاز محدد لقياس درجة حرارة الماء مع الأخذ في الاعتبار خطأ القياس المسموح به.
أجهزة لتحديد درجة حرارة الهواء
أول جهاز لقياس درجة حرارة الهواء هو مقياس حرارة زجاجي ، وهو العنصر السائل النشط الذي يمكن أن يكون فيه الزئبق والكحول الإيثيلي والتولوين ومواد أخرى.
عدادات الزئبق عالية الدقة تلتصق بميزان زجاجي مضمن. هم مطلوبون في البحوث المخبرية في مختلف مجالات الإنتاج والطب. تم تجهيز ميزان الحرارة العصا بأنبوب شعري متدرج شفاف ومقاوم للحرارة ، ويتميز النوع الثاني من الأمتار بحقيقة أن أقسام المقياس تقع خلفه على لوحة منفصلة ، والآلية بأكملها محمية بعلبة مصنوعة من زجاج متين
في حالة وجود ملامسات كهربائية في الجهاز يطلق عليه إنذار حراري ، والسائل الحساس داخل الخزان والشعرية يوضح درجة الحرارة الحقيقية للمساحة المحيطة.
ميزات منظمات الحرارة وأجهزة الإنذار
بالإضافة إلى ما سبق ، هناك أجهزة أخرى لقياس درجة الحرارة. على سبيل المثال ، كأجهزة تحكم في درجة الحرارة وأجهزة للإشارة ، تُستخدم مقاييس تمدد القضيب مع أجزاء حساسة مصنوعة من سبائك معدنية غير متشابهة ، والتي تتمدد عند تسخينها بكمية مختلفة.
نفس المبدأ يميز نوعًا آخر من موازين الحرارة - ثنائي المعدن ، مع زنبرك مدرج حساس لدرجة الحرارة ملحوم بزوج من المعدنصفائح ذات تمدد حراري مختلف. في عملية التسخين ، ينحني الزنبرك نحو لوحة ذات معامل حراري منخفض ، ويتم العثور على مؤشر درجة الحرارة المطلوبة بحجم الانحناء.
مقياس الحرارة
للتسجيل عن بعد للمعلمات الحرارية للبيئة في النطاق من -15 إلى +125 درجة مئوية ، يعد جهاز قياس درجة الحرارة غير المتصل - مقياس حرارة الشفط - ممتازًا. يحتوي الجهاز على عداد وجهاز استشعار متصلان ببعضهما البعض بواسطة سلك.
عنصر الاستشعار هو أنحف سلك نحاسي في المستشعر ، ملفوف في لولب على إطار خيطي.
ما هي اجهزة قياس درجة حرارة الجسم
يتم قياس درجة حرارة الجسم بشكل روتيني باستخدام مقياس حرارة. لكن اليوم هناك العديد من موازين الحرارة الأخرى التي تختلف في المظهر والمبادئ الأساسية للتشغيل.
الأجهزة الأكثر شيوعًا التي ينتمي إليها مقياس الحرارة الخاص بنا تعمل على التمدد الحراري للزئبق والكيروسين والكحول والسوائل الأخرى. إنها غير مكلفة وعملية ودقيقة بشكل معقول ، خاصة الزئبق منها ، على الرغم من أن المحتويات السامة في العلبة الزجاجية الهشة تحمل بعض المخاطر.
جهاز إلكتروني أو رقمي لقياس درجة حرارة الجسم يظهر القيمة المطلوبة بفضل المستشعر المدمج ، لكن تكلفته أعلى بكثير من سعر السائل "الزملاء". موازين الحرارة هذه ملامسة
لا تتطلب مقاييس البيرومتر بالأشعة تحت الحمراء اتصالًا مباشرًا معهاشخص يتصرف عن بعد. يقوم مستشعر فائق الحساسية بقراءة كمية الإشعاع خلال 2-15 ثانية ، ويعرض النتيجة على الشاشة. تعتبر أدوات قياس درجة الحرارة غير المتصلة هذه مثالية للعائلات التي لديها أطفال صغار ، وحالات النوم المرضية ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، فهي قابلة للتطبيق في الطهي المنزلي ، وتستخدم أنواع أكثر قوة في الطاقة الكهربائية ، ومواقع البناء ، والمعادن وغيرها من الصناعات.
عند الحاجة إلى بيرومتر عن بعد
غالبًا ما تكون هناك مواقف يكون فيها من المستحيل أو ببساطة غير مريح قياس درجة الحرارة عن طريق الاتصال. في مثل هذه الحالات سوف تحتاج إلى جهاز قياس درجة الحرارة - جهاز لقياس درجة الحرارة عن بعد ، وهو:
- عند قياس مؤشرات أجسام شديدة الحرارة أو بيئة سامة ؛
- مع وصول صعب ، وبخطأ بسيط ، يمكنك إجراء قياسات على مسافة عشرات الأمتار ؛
- عند مراقبة الآليات المتحركة ، وسيستغرق ذلك جزءًا من الثانية ؛
- عند تشخيص السلامة الكهربائية للمبنى ، عندما يكون هذا المقياس مناسبًا للمسح عن بُعد في العديد من المناطق النائية.
ما هي الأجهزة التي يمكنها قياس درجة حرارة المعدن
في صناعة المعادن ، تتطلب السبائك المعدنية المنصهرة أداة متينة لقياس درجات الحرارة المرتفعة.
تعتبر البيرومترات الموصوفة سابقًا على هذا النحو. يصلحون الإشعاع الحراري عن بعد ،تحديد درجة الحرارة الفعلية للمعدن. في الظروف الصعبة لمؤشرات الحرارة العالية جدًا ، تكون طريقة عدم الاتصال مثالية. تعرض شاشة LCD البيانات التالية:
- درجة الحرارة الفعلية فهرنهايت ودرجة مئوية ؛
- درجات الحرارة الحدودية
- شحن البطارية.
لا يمكن تحقيق أقصى قدر من الدقة للمتغير المقاس إلا في حالة عدم وجود تداخل بين الكائن والأداة البعيدة في شكل أبخرة أو مواد صلبة ممتصة للحرارة. إذا كان من الضروري أخذ قياسات السبيكة المعدنية في مغرفة النقل أو أثناء التعبئة ، فيجب قبول الشرط بأن مؤشر درجة الحرارة سيكون أقل من المؤشر الفعلي وسيتم تحديده من خلال الحسابات.
لتجنب عدم دقة هذه الطريقة ، يتم استخدام جهاز آخر لقياس درجة حرارة المعدن ، وهو جهاز محاكاة الجسم الأسود. يتم غمره في المصهور ويتم تقديمه على شكل أنبوب بنهاية مغلقة أو مفتوحة ، مخروط مجوف أو كوب مصنوع من المعدن المقاوم للحرارة. في كلتا الحالتين ، يجب أن يتمتع مقياس درجة الحرارة بمقاومة فائقة للحرارة ، ومقاومة كيميائية ، وموصلية حرارية ممتازة لتقديم قراءات دقيقة للغاية.
قياس درجة حرارة المحرك
يتطلب التشغيل طويل المدى ، وكذلك الإصلاحات الدورية للآلات والآليات ، وجود معدات خاصة ، من بينها جهاز لقياس درجة حرارة المحرك. وتشمل هذه المزدوجات الحرارية ، والثرمستورات ، ومقاييس الحرارة التمددية.
المزدوجات الحرارية - سهل جدا وواسعأجهزة معروفة بين سائقي السيارات لقياس درجة حرارة الأسطح والملفات والتجويف الداخلي للمحرك. باستخدام مستشعرات درجة الحرارة هذه ، يمكنك تسجيل البيانات حتى في المناطق التي يصعب الوصول إليها في المحرك ، في الأخاديد والنوى. هما سلكان معزولان من معدن مختلف مع نهايات ملحومة من جانب واحد ، ويتم وضعهما عند نقطة قياس معينة. النهايات الثانية متصلة بميلفولتميتر ومقياس حرارة ، ومجموع قراءاتها يحدد قيمة درجة الحرارة الفعلية.
موازين الحرارة الزئبقية والكحولية ملائمة جدًا لأخذ القياسات اللازمة في المناطق التي يمكن الوصول إليها: اللف ، والسطح المفتوح للأجزاء المختلفة ، وكذلك تدفق الهواء الخارج (أو الداخل) من المحرك. يتم تثبيت الثرمستورات على شكل لفائف الأسلاك النحاسية في وقت واحد في عدة أماكن من المحرك ، وتشغيلها بدورها ، مع أخذ قراءات ثابتة وتحديد متوسط القيمة.
الأدوات الثانوية المستخدمة في قياسات درجة الحرارة
دعونا نحاول تحديد ما هو جهاز قياس درجة الحرارة الثانوية الصناعية. في الواقع ، يعد هذا الجهاز التلقائي إضافة مهمة للمقياس الرئيسي ، حيث يقوم بالتقاط وتحويل المؤشرات المسجلة إلى نموذج يمكن قراءته. من الضروري تنفيذ تحكم واضح وإشارات وتنظيم درجة الحرارة في الوقت المناسب في تلك الحالات الاستثنائية التي تحدث فيها انحرافات عن المعلمات المحددة في ظروف التشغيل. يتم فصل الأجهزة الكهربائية الثانوية الثابتة والمحمولة بشكل منفصل.
عادة الأجهزة الثانويةلقياس درجة الحرارة لها علبة فولاذية واقية متينة ومجهزة بمقياس متدرج. يتم تسجيل القيم وفقًا للرسم البياني المسجل من المزدوجات الحرارية ومقاييس الإجهاد ومقاييس الحرارة المقاومة والمحولات والأجهزة الأخرى.
النظر في الطرق المختلفة لتقديم المعلومات ، يجب تقسيم الأجهزة الثانوية إلى تسجيل وإشارة ، أحادية ومتعددة القنوات ، مزدوجة الوظيفة ، ونطاق واحد. في ظل وجود آلية للإشارة ، تشير هذه الأجهزة على الفور إلى تغير غير مقبول في درجة الحرارة يختلف عن القيمة المطلوبة. يساعد هذا في الحفاظ على التدفق المنطقي لجميع التفاعلات والعمليات التكنولوجية التي يشاركون فيها.
مع كل الأجهزة المتنوعة التي تسجل مؤشرات درجة حرارة الغازات والسوائل والمواد الصلبة ، يجب على المرء أن يتعامل بجدية مع اختيار الجهاز المطلوب. العوامل الأساسية التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار هي الحدود المسموح بها لقيم درجة الحرارة ، والمسافة القصوى التي يمكن عندها إجراء القياسات (الرؤية) ، والدقة. وبالطبع ، يتم أخذ نطاق استخدام نوع معين من موازين الحرارة في الاعتبار.
