تایپ سنسور : بی متال , نوع اتصال : افقی , متریال نشانگر:الومینیوم و قابلیت تنظیم
سایز صفحه : 25,33,40,50,63,80,100,160 , متریال صفحه:شیشه،پلی کربنات
ماکزیمم فشار کاری برای صفحه های 6بار : 25,33,40 , برای صفحه های 25بار : 50,63,80,100,160
درجه حفظتی : IP43 , رنج کاری : -30 تا 500 درجه سانتی گراد
Bimetal thermometer WIKA Model 52 , industrial
Scale ranges from -30 … +500 °C
Large choice of nominal sizes from 25 … 160 mm
تایپ سنسور : بی متال , نوع اتصال : افقی , متریال نشانگر:الومینیوم و قابلیت تنظیم
سایز صفحه : 25,33,40,50,63,80,100,160 , متریال صفحه:شیشه،پلی کربنات
ماکزیمم فشار کاری برای صفحه های 6بار : 25,33,40 , برای صفحه های 25بار : 50,63,80,100,160
درجه حفظتی : IP43 , رنج کاری : -30 تا 500 درجه سانتی گراد
Bimetal thermometer WIKA Model 52 , industrial
Scale ranges from -30 … +500 °C
Large choice of nominal sizes from 25 … 160 mm
ترمومترساقه شیشه ای یکی از قدیمی ترین ابزارها برای اندازه گیری دما است. در این روش از جیوه یا الکل در لوله شیشه ای استفاده میشود که باافزایش دما انبساط پیدا کرده و درون لوله حرکت میکنند البته هوای درون لوله تخلیه شده است. در برخی از کاربردها لوله شیشه ای با نیتروژن پر میشود تا محدوده دمای کاری افزایش یابد.
ماده ای که در ترمومتر ساقه شیشه ای استفاده میشود باید در محدوده کاری به صورت مایع باقی بماند. جیوه محدوده عملکرد وسیعی دارد و برای این منظور کاملا مناسب است. الکل در دماهای پایین تر استفاده میشود. از انجا که الکل شفاف است برای افزایش قابلیت دید به ان رنگ استفاده میشود.
به منظور افزایش قابلیت استفاده و محافظت مکانیکی ترمومترهای ساقه شیشه ای در سیستم های کنترل اتوماتیک و همچنین به دلیل سمی بودن جیوه امروزه از انها کمتر استفاده میشود. ترمومترها نمایشگر دمای خیلی ارزانی هستند و هنوز ممکن استدر سیستم های قدیمی یافت شوند.
*هزینه کم
*سادگی
*نیاز نداشتن به کالبیراسیون مجدد
*اندازه گیری تنها به صورت محلی
*جدا از بقیه تجهیزات کنترلی و محلی
*شکننده
ترمومتر جیوه ای،ترمومتر الکلی،گیج دما جیوه ای ،گیج دما الکلی
ترمومتر تابشی یک اشکار ساز غیرتماسی انرژی تابشی است. هر شئی در دنیا با هر دمایی حتی نزدیک صفر مطلق انرژی تابشی از خود منتشر می کند. مقدار انرژی تابشی منتشر شده و طول موج ان متناسب با دمای شئی است. ترمومترهای غیر تماسی چگالی انرژی تابشی را اندازه گیری کرده و سیگنالی با متناسب با دمای ان شئی تولید میکنند.
با افزایش دما طول موج تشعشعات گرمایی کمتر میشود. طول موج امواج مادون قرمز از 2 تا 20 میکرومتر امواج نزدیک مادون قرمز از0.7 تا 2 میکرومتر، مرئی از0.4 تا0.7 میکرومتر و ماورای بنفش از 0.04 تا 0.4 میکرومتر میباشد. در دماهای خیلی بالا اشیای داغ امواج ایکس و گاما از خود منتشر میکنند.
در کاربردهای صنعتی بخش عمده تشعشعات گرمایی در محدوده مادون قرمز اتفاق می افتند.از این رو این نوع ترمومترها اغلب با عنوان نرمومتر قرمز شناخته میشوند.
یک ترمومتر تابشی در ساده ترین حالت شامل یک سیستم و اشکارساز نوری است. سیستم نوری انرژی منتشر شده توسط شی را روی یک اشکار ساز که حساس به تابش است متمرکز میکند. خروجی اشکار ساز متناسب با انرژی تابش یافته توسط شی و با توجه با طول موجهای تابشی است.از این خروجی میتوان برای تعیین دمای شی استفاده کرد. قابلیت انتشار یا شدت انتشار یک شی متغیری مهم برای تبدیل خروجی اشکار ساز به سیگنال دما است.
از انجا که برای اندازه گیری دما برای تعیین اشیای متحرک یا هرسطحی که نتوان به ان نزدیک شد یا ان را لمس کرد مناسسب است.
جسم سیاه به جسمی اطلاق میشود که جذب کننده تمام انرژِی تابشی است که به ان برخورد میکند. همچنین جسم سیاه یک منتشر کننده کامل است. از این رو هر دو مقدار جذب کنندگی و قابلیت انتشار ان برابر واحد است. جسم سیاه انرژی را در یک توزیع طیفی و شدت مشخص منتشر میکند.
نسبت انرژی تابش یافته توسط یک جسم واقعی به میزان انرژِی تابش یافته توسط یک جسم سیاه تحت شرایط یکسان میزان انتشار نامیده میشود. دو مشخصه نوری دیگر از جسم میزان انعکاس و میزان انتقال است. برای جسمی که دمای ان ثابت است مجموع R ،E وT برای هر طول موجی همیشه برابر 1 است. ترمومتر تابشی تابش ناشی از این سه منبع انرژی را دز باند طول موجی که در ان حساس است جمع میکند. برای داشتن بهترین نتیجه باید میزان انتشار بالا باشد و میزان انعکاس کم باشد. میزان انتقال اغلب اشیای جامد نزدیک صفر است.
عبارتهای شدت انتشار و قابلیت انتشار غالبا به جای هم استفاده میشوند. هرچند بین انها تفاوت ویژه ای وجود دارد. قابلیت های انتشار به ویژگی های بک ماده مرتبط است وشدت انتشار به ویژگی های یک شی خاص مرتبط است. قابلیت انتشار تنها یک عامل در تعیین شدت انتشار است. عوامل دیگر شامل شکل شی اکسید شدن و نحوه پرداخت سطح جسم نیز باید در نظر گرفته شود. عللاوه براین شدت انتشاریک ماده به دما و طول موجی که در ان اندازه گیری صورت میگیرد نیز بستگی دارد.
V(T)=KTN
که در ان:
V(T): خروجی ترمومتر
K: ثابت
T: دمای شی
N: فاکتورN
یک ترمومتر باید به گونه ای انتخاب شود که حداقل وابستگی به تغییرات شدت انتشار شی داشته یاشد و تاثیر هر پارامتری که روی خروجی ان تاثیر گذار است کم باشد، برای این منظور ترمومتر انتخاب شده باید دارای بالاترین مقدارN باشد.اگر مقدارN بالا باشد کثیف بودن یک سیستم نوری یا جذب انرژی منتشر شده توسط گازهایی که در مسیر تابش هستند تاثیر کمتری روی دمای نمایش داده شده، دارند.
تقریبا قابلیت انتشار تمامی مواد مشخص شده ولی قابلیت انتشار تعیین شده تحت شرایط ازمایشگاهی با شرایط واقعی متفاوت است. به همین دلیل از مقادیر ازمایشگاهی بیشتر در مواردی که قابلیت انتشار در حده بالایی است استفاده میشود. به عنوان یک قاعده سرانگشتنی اغلب مواد غیر فلزی تیره دارای قابلیت انتشار بالا از0.85تا0.90 هستند. اغلب مواد غیر فلزی اکسیدی قابلیت انتشار پایین تا متوسط از 0.2تا0.5 را دارند. طلا نقره و الامینویم در این مورد استثنا هستند. و قابلیت انتشار انها 0.02تا0.04 است و اندازه گیری دمای انها به وسیله ترمومترهای تابشی کاری دشوار است.
ترمومترهای تابشی شامل یک سیستم نوری برای جمع کردن انرژی منتشر شده توسط شی یک اشکار ساز برای تبدیل انرژی به یک سیگنال الکتریکی یک تنظیم کننده قابلیت انتشار برای هماهنگ کردن کالبیراسیون ترمومتر با مشخصه های انتشار خاص شی و یک مدار جبران ساز دمای محیط برای اطمینان از تاثیرگذار نبودن تغییرات دمایی داخل ترمومتر در اثر شرایط محیطی است.
سیستم دمایی پرشده به گونه ای طراحی میشود که نمایش یا ثبت دما با یک فاصله از نقطه اندازه گیری انجام میشود. سیستم دمایی پرشده اساسا گیج فشاری است که توسط یک لوله با سطح مقطع کوچک به حبابی که به عنوان سنسور دما عمل میکند متصل میشود.
کل سیستم از نظر درز گاز، محکم شده و توسط یک گاز یا مایع محبوس شده تحت فشار و مناسب پر میشود. با تغیر دما فشار ناشی از سیال محبوس نیز تغییر میکند و توسط لوله بردون نمایش داده میشود.
انواع مختلفی از سیستم های پرشده وجود دارد که هریک دارای ویژگیها و مزایای خلصی هستند.انجمن سازندگان تجهیزات علمی ترمومترهای پرشده را براساس مواد پر کننده به چهار کلاس اصلی تقسیم کرده است.
در اغلب کاربردهای صنعتی استفاده از سیستم های پرشده با جیوه، به دلیل خطرات مربوط به سلامتی، منسوخ شده است. علاوه براین استفاده از سیستم های پرشده باجیوه و مایع به دو دلیلزیر موقعیت خود را از دست داده اند.
1-هزینه لازم برای جبران سازی تاثسرات محیط کاپیلاری
2- وجود خطا به دلیل اختلاف ارتفاع بین حباب و بخش خواندن
در حال حاضر اغلب سیستم های دمایی پر شده مورد استفاده از نوع گاز و بخار هستند ولی این دو نیز دارای محدودیت هایی هستند. نوع پرشده با گاز برای عملکرد در محدوده دمایی مدنظر ابعاد بزرگی دارد
و سیستم های پرشده با بخار نیز به دلیل غیرخطی بودن و وجود خطای ناشی از اختلاف ارتفاع دارای محدودیت است در حالت کلی سیستم های پرشده در مقایسه با المان های بی متال بهتر و در مقایسه با ترمومترهای الکتریکی ضعیف تر هستند.
همانطور که قبلا ذکر شد ترمومترهای پرشده براساس مواد پرکننده به چهار کلاس تقسیم میشوند:
این سیستم ها به طور کامل با یک مایع پرمیشوند و براساس انبساط مایع در نتیجه افزایش دما کار میکند. سیال پرکننده معمولا یک هیدروکربن لخت مانند اکسین میباشد که ضریب انبساطی ان شش برابر جیوه است و امکان به کارگیری حباب های کوچکتر را مهیا می سازد.
از مایع های دیگر نیز به عنوان سیال پرکنندهاستفاده میشود معیار لازم این است که فشار داخل سیستم باید بیشتراز فشار بخار سیال باشد تا از تشکیل بخارهای حباب و همچنین جامد شدن سیال جلوگیری شود.
حداقل دمای کاری معمولا براساس نقطه انجاد سیال تعیین میشود که بین75-و210- است. حداکثر دما براساس نقطه ای تعیین میشود که در ان سیال دیگر پایدار نیست.و معمولا 315 درجه است.
حداقل میزان محدوده دمایی تابعی از اندازه حباب و حداکثر ان تابعی از میزان خطی بودن است. با حبابهای بزرگ میتوان میزان محدوده دمایی مورد اندازه گیری را از 12 تا 25 در جه کوچک کرد. درحالیکه حداکثر محدوده دمایی با توجه به غیر خطی بودن167 درجه است.
حداکثر دمایی که حباب میتواند بدون صدمه دیدن باان مواحه شود به عنوان میزان خارج از محدوده مجاز سیستم شناخته میشود. میزان خارج از محدوده معمولا به صورت درصدی از میزان محدوده کل بیان میشود. درمورد سیستم های پرشده بامایع میزان خارج از محدوده در حده 100% است0
المان فشار کاپیلاری و حباب در یک سیستم دارای سیال پرکننده ای به هر دو شکل مایع و بخار است. وضعیت وسط این دو حالت باید در حباب اتفاق بی افتد. طوریکه با افزایش دما به اهستگی حرکت کند و فشار ان تغییر نکند. فشار داخل سیستم، تابعی از فشار بخار سیال پرکننده در دمای عملیاتی است.
سیال پرکننده مورد استفاده شامل کلرید متیل، دی اکسید سولفور، بوتان، پروپان، هگزان، اترمتیل، کلرید اتیل،اتر اتیل، الکل اتیل، و کلروبنزین است. هریک از این سیالها مشخصه فشار-دمای متفاوتی دارند.
در کل حداقل دمایی که میتوان از سیستم های پرشده بخار استفاده کرد در حدود 40- درجه و حداکثر ان در حدود 315 درجه سانتی گراد است. حداکثر دما توسط نقطه بحرانی سیال پرکننده، محدود میشود و محدودیت حداقل دما ناشی از کاهش حساسیت در دماهای پایین است.
طبیعت غیرخطی سیستم های دمایی پر شده با بخار عیب محسوب میشود اما اگر در انتهای بالایی محدوده به حساسیت بالایی محدوده به حساسیت بالایی نیاز باشدغیر خطی بودن مزیت محسوب خواهد شد.
سرعت پاسخ سیستم های پرشده بابخار، عموما درحده 1تا10 ثانیه است. این سرعت از سرعت سیستم های پرشده با مایع و جیوه بیشتری بوده و در حده سیستم پرشده با گاز است. حده مجاز خارج از محدوده در سیستم های پرشده بابخار کم است زیرا فشار بخار با افزایش دما به صورت نمایی افزایش میابد.
سیستم های کلاسIIA:دریک سیستم دمایی پرشده با مایعی که در تعادل با بخارش است ، همیشه مایع در انتها ی سرد و بخار در انتهای گرم قرار میگیرد. در سیستم های دمایی کلاس IIA حباب قالبا بابخار پرشده ، در حایکه کاپیلاری و تجهیز خواندن با مایع پرشده اند.
این نوع سیستم فقط در کاربردهایی که دمای حباب همواره بالاتراز دمای محیط اطراف تجهیز اندازه گیری است قابل استفاده است. باافزایش دمای فرایند مایع بیشتری بخار میشود که باعث افزایش فشار بخار در حباب و در لوله بردون تجهیز اندازه گیری میشود.
سیستم های کلاس IIB :در سیستم های کلاسIIB تمام مایع پرکننده درحباب بوده و بقیه سیستم با بخار پر میشود. این نوع سیستم دمایی فقط در کاربردهای قابل استفاده است که دمای حباب همواره پایین تراز دمای محیط افراد کاپیلاری یا تجهیز اندازه گیری است.
اگر خلاق این وضعیت رخ دهد، مایع شروع به جوشیدن در حباب کرده و در لوله بردون دوباره میعان میشود. این انتقال مایع به دلیل کافی نبودن مایع برای پر کردن لوله بردون و کاپیلاری نمیتواند کامل شود. هنگامی که این انتقال به وجود اید دمای خوانده شده واقعی نخواهد بود.
در سیستم های کلاس IIB از انجا که حباب نباید به عنوان یک محفظه انبساطی دمایی عمل کند از کوچک ترین حباب استفاده میشود.
سیستم کلاس IIC : این سیستم قادر است هم به صورت کلاس IIA(راست) و هم کلاس IIB(چپ) کارکند؛ زیار حباب ان به اندازه کافی بزرک است. تا همه مایع پرکننده لوله بردون و کاپیلاری را بپذیرد. حباب لازم در این حالت بزرگتر از دو نوع سیستم دمایی قبلی است.
در کاربرد هایی که دمای فرایندی بالاتر یا پایین تراز محیط است از این نوع طراحی استفاده میشود. از این سیستم در مواردی که امکان عبور ازدمای محیط وجود دارد نمیتوان استفاده کرد زیرا بعداز اینکه واسط مایع/بخار تعویض میشود مقداری زمان برای انتقال مایع پرکننده به انتهای سرد سیستم دمایی و استقرار ان لازم است.
سیستم کلاس IID : در سیستم کلاسIID دو مایع پرکننده وجود دارد: یکی که فرار است و همیشه در حباب قرار دارد و دیگری که غیر فرار است و لوله بردون، کاپیلاری وبخشی از حباب را پرمیکند.
نقش مایع غیرفرار فقط انتقال فشار بخار در ترکیب مایع فرار/بخار است که در حباب محبوس شده. در این نوع طراحی دمای فرایند هرچیزی شامل عبور از دمای محیط میتواند باشد. این سیستم حتی نسبت به کلاس IIT نیاز به حباب بزرگتری دارد.
اساس عملکرد سیستم های پرشده با گاز این است که فشار یک گاز کاملا محبوس شده در حجم ثابت متناسب با دمای مطلق ان است. نیتروژن به دلیل انکه بی اثر بوده و گران نیست، یک سیال پرکننده مناسی برای سیستم های کلاسIII است.
در دمای بالاتراز 427درجه نیتروژن با مواد تشکیل دهنده حباب واکنش میدهد و در دماهای خیلی پایین کمتر به صورت یک گاز کامل عمل میکند در چنین مواردی باید از هیلیوم استفاده شود. محدوده های کاری مختلف با انتخاب سیال پرکننده مناسب قابل دستیابی خواهد بود.
در حالت کلی حباب باید تاحده امکان بزرگ در نظر گرفته شود تا تاثیرات دمایی روی کاپیلاری را کاهش دهد.
سیستم های کلاس III در وهله اول برای اندازه گیری دماهای بالا و پایین استفاده می شوند. در دماهای پایین این سیستم ها به وسیله دمایی بحرانی گاز پرکننده در حده 268- درجه و در دماهای بالا، بخاطر محدودیت های دمایی ناشی از جنس مواد تشکیل دهنده حباب در حده 667 درجه محدود میشود.
سرعت پاسخ سیستم های پرشده با گاز معمولا خوب است، از انجا که حداکثر دما در سیستم های کلاس III فقط توسط فشار و دمای مجاز حباب محدود میشود دارای حفاظت خارج از محدوده 150% تا300% هستند.
حباب پرشده باگاز برای اندازه گیری دمای محیطی وسیع مانند خشک کنندها و کورها مناسب است.
به دلیل مایع بودن جیوه سیستم کلاس V شبیه سیستم کلاس I است. این دو کلاس بخاطر ویژگی های منحصربه فرد جیوه و اهمیت و اهمیت ان به عنوان یک سیال اندازه گیری دما باهم تفاوتدارند. جیوه پاسخ سریع و دقت بالایی دارد و فشارهای کاری، نسبتا بالا است.
سیستم های پرشده با جیوه میتواند دماهای بین نقاط انجماد و جوش جیوه یعنی 40- درجه تا 649 درجه را اندازه گیری کنند. سرعت پاسخ سیستم های پرشده با جیوه سریعتر از سیستم های پرشده با مایع، ولی اهسته تراز سیستم های پرشده با گاز یا بخار است.
سیستم های کلاس V حداقل دارای حفاظت خارج از محدوده 100% هستند0
*عملکرد ساده
*سخت و مقاوم
*ارزان
*نیاز نداشتن به تغذیه
*نگه داری اسان
*حساسیت و دقت خوب
*به طور ذاتی ایمن در برابر انفجار
*حباب حجیم
*سرعت پاسخ کم
* فقط برای محدودهای بزرگ
*غیرخطی.