سبد خرید خالی
کالاتجهیز - برچسب: اندازه گیری دما

ترانسمیتر رطوبت (Humidity Transmitter)


ترانسمیتر رطوبت (Humidity Transmitter) دستگاهیست که توانایی  اندازه گیری رطوبت و در بعضی از مدل ها دما و نقطه شبنم را  توسط سنسور خود دارا می باشد.ارسال ترانسمیترهای رطوبت مقادیر اندازه گیری شده به PLC یا اتاق کنترل می باشد تا رکوردگیری و کنترل  انجام شود. از ترانسمیتر رطوبت (Humidity Transmitter) در مواقعی استفاده می شوند که نیاز به اندازه گیری رطوبت و تبدیل خروجی اندازه گیری شده به پارامتر مورد نیاز وجود داشته باشد، کاربرد این دستگاه معمولا در صنایع غذایی، صنایع کشاورزی، انبارها، اتوماسیون صنعتی و خانگی می باشد. اکثراً ترانسمیتر های رطوبت توانایی اندازه گیری دما را نیز دارند که در این صورت دارای ورودی سنسور دما هم بایستی باشد. میلی آمپر و یا ولتاژ خروجی هایی هستند که ترانسمیتر رطوبت با توجه به نیاز می تواند داشته باشد.
وسیله ای که بتواند اندازه گیری یک کمیت فیزیکی را انجام دهد و سیگنال آن را برای کنترل کننده ارسال کند ترنسمیتر گفته می شود. کلمه ی ترانسمیتر از ترکیب واژه ی (Transfer) و (Metering) تشکیل شده که (Transfer) به معنای انتقال و (Metering) به معنای اندازه گیری می باشد.به همین منظور ترانسمیتر رطوبت به منظور اندازه گیری رطوبت و تبدیل به خروجی های آمپر یا ولتاژ و ارسال آن به PLC مورد استفاده قرار می گیرد. در کارخانجات صنعتی که فرآیند تولید به صورت گسترده در حال انجام است تجهیزات و دستگاههای اندازه گیری و کنترلی جهت نظارت بر تولید به طور متمرکز با سیستم های مانیتورینگ در اتاق فرمان انجام می پذیرد به طوریکه تمامی پروسه تولید با المان های موجود در دسترس کنترل کننده قرار دارند. تا در مواقع لازم نظارت و یا کنترل متغیرها در تمامی نقاط کارخانه صورت پذیرد. در چنین مواردی لازم است سیگنال ها و فرمان ها از مکان مورد نظر به اتاق کنترل انتقال یابد که برای این امکان از ترانسمیتر استفاده می شود، به همین منظور از ترانسمیتر های رطوبت استفاده می شود.

شرح خلاصه ای از متغیرهای رطوبت به منظور اندازه گیری و آشنایی با پارامترهای رطوبت:

رطوبت مطلق

مقدار بخار آب موجود در واحد حجم از هوا را رطوبت مطلق می‌گویند. واحد آن گرم بر متر مکعب یا میلی گرم در لیتر است. اگر فشار هوا p و فشار بخار آب e باشد، فشار هوای خشک (p - e) خواهد شد: (طبق قانون دالتون) برای اندازه گیری فشار بخار آب در ظرفی به حجم یک متر مکعب که هوای درون آن با محیط بیرون هیچگونه ارتباطی نداشته باشد، انتخاب می‌کنیم. هوای درون آن را با بارومتر اندازه می‌گیریم.

سپس مقداری اسید سولفوریک درون ظرف ریخته، دوباره فشار را اندازه می‌گیریم. تفاضل بین دو فشار اندازه گیری شده، فشار بخار آب است. پس خواهیم داشت:
m = a v
a = m/v
d = m /m
که در آنm جرم بخار آب ، m جرم هوای خشک، d چگالی بخار آب نسبت به چگالی هوای خشک و a وزن مخصوص هوا در شرایط متعارفی است.
(pv = p0v0 (1+ αt) → v0 = pv/p0 (1+ αt
(m = a dv0 = a d pv/p0 (1+αt

این نکته حائز اهمیت است که در حالت کلی هوای خشک را گاز کامل در نظر می‌گیریم و از قانون عمومی گازهای کامل pv = RT استفاده می‌کنیم. وزن یک متر مکعب هوا 1293 گرم و چگالی بخار آب نسبت به هوا 62.0 است. با در دست داشتن e فشار بخار آب و دمای محیط می‌توان m را پیدا کرد.

رطوبت اشباع
اگر مقدار حداکثر بخار آب در دمای ثابتی وارد هوا شود، گویند هوا در این درجه حرارت از بخار آب اشباع شده و دارای رطوبت اشباع می‌باشد: فشار یا کشش بخار آب را در این حالت فشار بخار اشباع شده در درجه حرارت مزبور می‌نامند.

رطوبت نسبی
بنا به تعریف، رطوبت نسبی، نسبت رطوبت مطلق در دمای t به رطوبت اشباع در همان دما می‌نامند. به عبارت دیگر نسبت بخار آب موجود در حجم معینی از هوا در دمای t به وزن ماکزیمم بخار آبی که می‌تواند در همین حجم در دمای t داشته باشد را رطوبت نسبی می‌گویند.

فشار بخار آب
جو مخلوطی است از گازهایی است که هر یک دارای فشار جزئی می‌باشند. فشار هوا در هر نقطه برابر مجموع فشارهای جزئی وارده از طرف هر گاز به انضمام بخار آب است. مقدار بخار آب موجود در هوا با مکان و زمان تغییر می‌کند. هرگاه فشار بالای سطح آب (یا زمین) در زمان معین و در دمای معین به صورت اشباع در آید، فشار جزئی بخار آب در آن زمان و دما را فشار اشباع گویند.

چنانچه هوا گرمتر شود موجب تبخیر مولکولهای بیشتری می‌شود تا آنکه فضای بالایی سطح آب (زمین) به حالت اشباع در می‌آید. بنابراین فشار بخار جزئی آب به دما بستگی دارد و با افزایش دما، فشار بخار اشباع نیز افزایش می‌یابد. هر چه دما کمتر باشد، مقدار بخار آب لازم برای رسیدن به مرحله اشباع کمتر است.

نقطه شبنم
اگر دمای هوا به درجه‌ای برسد که در آن هوای مفروض صد در صد از بخار آب اشباع گردد (فشار ثابت)، چنین درجه‌ای به نقطه شبنم موسوم است. برای اندازه گیری ابتدایی نقطه شبنم در یک ظرف که جداره خارجی آن کاملا صیقلی باشد، اختیار کرده و مخلوط آب و یخ در آن قرار می‌دهیم. هرگاه روی جدار خارجی ظرف با هوای مورد نظر در تماس است. به تدریج ذرات بخار آب به صورت مایع (شبنم) پیدا شده، در دمای آب را بوسیله دماسنج تعیین می‌کنیم این دما درجه اشباع یا نقطه شبنم است.

تغییرات رطوبت نسبی
تغییرات شبانه روزی رطوبت نسبی برعکس تغییرات شبانه روزی درجه حرارت است. ماکزیمم آن کمی قبل از طلوع آفتاب و مینیمم آن در حدود ساعت 2 بعد از ظهر است. تغییرات سالانه رطوبت نسبی منظم نیست و نسبت به موقعیت منطقه تغییر می‌کند. رطوبت نسبی نسبت به ارتفاع نیز کاملا نامنظم است و نمی‌توان قاعده خاصی برای آن بیان کرد. بطوری که ممکن است در اطراف یک ابر رطوبت نسبی صد در صد باشد و در فاصله کمی از آن خیلی کمتر از این مقدار باشد.


پارامترهای مهم در انتخاب یک ترانسمیتر رطوبت


ورودی ابزار کنترل رطوبت
خروجی ابزار کنترلر رطوبت
دقت ابزار کنترلر رطوبت
رنج اندازه گیری تجهیز کنترلر رطوبت
اندزه گیری پاراترهای دیگر نظیر دما و نقطه شبنم
نحوه نصب ابزار کنترلر رطوبت

منتشر شده در مقالات رطوبت (humidity)
سه شنبه, 05 مرداد 1395 11:58

دما و روش های اندازه گیری آن

دما و روش های اندازه گیری آن

دما میزان فعالیت ملکولی مواد را نشان می دهد. گرم و سرد بودن تنها یک توصیف ذهنی از میزان فعالیت ملکولی است. مقیاس های استاندارد و جهانی برای بیان مقدار دما توسط سنسورهای دما انجام می شود، این مقیاس های استاندارد بر اساس نقاط ثابت در طبیعت همچون نقطه انجماد آب هستند. ، توصیف دمایی را که سنسورها ارائه می دهند هم از نوع کمی است و هم عینی.


مقیاس های اندازه گیری دما موارد زیر را شامل می شود:
• فارنهایت؛
• سلسیوس (سانتیگراد)؛
• مطلق (کلوین)؛

tempانواع سنسورهای دما

 سنسور دما در کاربردهای صنعتی دو نوع می باشد:

• تماسی؛
• غیرتماسی.


سنسور های تماسی

معمول ترین و بیشترین استفاده در اندازه گیری دما نوع تماسی است. سه روش اصلی اندازه گیری دما از نوع تماسی عبارتند از:


• ترموکوپل؛
• حسگرهای مقاومتی دما (RTDs)؛
• ترمیستورها


مشخصه های ساختمانی مشترک در نوع تماسی به شرح زیر است:
• المان حسگر؛
• بدنه سنسور؛
• سیم های رابط؛
• آداپتور پیچی


سنسورهای غیرتماسی

اندازه گیری دما با ابزارهای غیرتماسی، پیچیده تر است و با استفاده از تکنولوژی های زیر انجام پذیر خواهد بود:
• مادون قرمز؛
• صوتی.


ترموکوپل

 از ترکیب دو فلز غیر هم جنس مانند آهن و کنستانتان، ترموکوپل تشکیل می شود  که از یک طرف به صورت الکتریکی به هم وصل شده اند و در این نقطه اتصال گرم یا المان حسگر را به وجود آورده اند. در نقطه اتصال گرم ترموکوپل، اندازه گیری دما انجام می شود که این نقطه با فرایند در تماس است. با وجود اینکه این نقطه، نقطه اتصال گرم نامیده می شود اما ممکن است برای اندازه گیری دماهای زیرصفر هم از ترموکوپل استفاده شود و نقطه اتصال گرم در چنین دمایی قرار داده شود. اعمال حرارت به نقطه اتصال دو فلز در اتصال گرم، باعث ایجاد ولتاژ کوچکی بین دو فلز در طرف دیگر می شود. در این نقطه که به ترانسمیتر یا ولت متر متصل می شود اتصال مرجع یا سرد تشکیل می شود. میزان ولتاژ متناسب با میزان دما است.
رابطه بین ولتاژ حاصل و دما، خطی نیست. دمای فرایند با توجه به مقدار ولتاژ حاصل، با خواندن از روی یک منحنی و یا به وسیله جدول های ترموکوپل به دست می آید.
روش های مختلفی برای اتصال سیم های ترموکوپل در نقطه اتصال گرم وجود دارد این روش ها عبارت اند از: پیچیده شدن، چفت شدن، لحیم شدن و انواع مختلف جوش دادن مشابه.


مزایا:

• هزینه کم؛
• اندازه کوچک؛
• مقاوم؛
• محدوده کاری وسیع؛
• پایداری در حد قابل قبول؛
• دقیق برای تغییرات دمایی بالا؛
• پاسخ سریع.


معایب

• خروجی خیلی ضعیف در حد میلی ولت؛
• دقت محدود برای تغییرات دمایی کم؛
• حساس نسبت به نویز الکتریکی؛
• غیرخطی؛
• تبدیل پیچیده از emf به دما.


اتصال گرم ترموکوپل می تواند به بدنه سنسور متصل شود یا اینکه با آن، فاصله داشته باشد. با المان های ترموکوپل ذوب (دو ترموکوپل در یک بدنه)، می توان المان ها را به هم متصل کرده یا جدا از هم قرار داد. این اتصال ها به هر صورتی که قرار گیرند مزایا و محدودیت های مربوط به خود را دارند.
• زمین شده: اتصال المان حسگر به بدنه ترموکوپل باعث هدایت حرارتی بهتر و درنتیجه پاسخ زمانی سریع تر می شود. اما در این حالت، مدار ترموکوپل در معرض نویز الکتریکی قرار می گیرد که می تواند سیگنال ولتاژ ترموکوپل را تحت تاثیر قرار دهد.
• زمین نشده: اتصال های زمین نشده در معرض نویز الکتریکی نیستند ولی در مقایسه با اتصال های زمین شده، پاسخ زمانی آهسته تری دارند.
• متصل شده: در ترموکوپل هاب دوبل با اتصال های گرم به هم متصل، هر دو ترموکوپل در یک دما قرار دارند، ولی اگر مشکلی پیش بیاید معمولا هر دو ترموکوپل دچار اشکال می شوند.
• متصل نشده: در ترموکوپل های دوبل با اتصال های گرم جدا از هم، ممکن است دو ترموکوپل هم دما یا غیر هم دما باشند. در این نوع اتصال به علت مستقل بودن ترموکوپل ها، قابلیت اطمینان بیشتر است.


انواع ترموکوپل

براساس ترکیب های ممکن از فلزها، می توان تعداد بی شماری ترموکوپل ساخت، ولی در عمل تعداد ترموکوپل ها مشخص و حدود است. مشخصه های لازم برای به کارگیری فلز در ساخت ترموکوپل عبارت اند از:

• نقطه ذوب فلز؛
• واکنش نسبت به تغییر شرایط اتمسفر؛
• خروجی ترموالکتریکی در ترکیب با دیگر فلزات؛
• میزان هدایت الکتریکی فلز، در مقابل مقاومت الکتریکی آن؛
• پایداری؛
• تکرارپذیری؛
• هزینه؛
• ساخت و به کارگیری آسان.


ترموکوپل استاندارد عبارت اند از:

• نوع E: کرومل و کنستانتان؛
• نوع J: آهن و کنستانتان؛
• نوع T: مس و کنستانتان؛
• نوع K: کرومل و آومل؛
• نوعN: نیکروسیل و نیسیل؛
• نوع S،Rو B: پلاتین و رودیوم.


حسگرهای مقاومتی دما (Resistance Temperature Detector-RTDs)


RTD ها از فلزهایی با جنس های خاص (معمولا پلاتین) ساخته می شوند که مقاومت الکتریکی¬شان با تغییر دما تغییر می کند. مقاوم الکترکی عموما با افزایش دما، افزایش می یابد و در این حالت تجهیز اندازه گیری ضریب دمایی مثبت دارد. مقدار ضریب دمایی، حساسیت RTD را تعیین می کند.


جنس المان حسگر RTD

ویژگی های ترمومقاومتی المان حسگر RTD، بسته به فلز یا آلیاژی که از آن ساخته شده، متفاوت می باشد. فلز یا آلیاژی که به عنوان المان حسگر RTD استفاده می شود باید دارای ویژگی های زیر باشد:

• یک ارتباط مشخص و قابل پیش بینی بین دما و مقاومت المان حسگر RTD وجود داشته باشد.
• مقاومت المان حسگر RTD باید نسبتا بالا باشد تا بتوان آن را به آسانی اندازه گیری کند.
• المان حسگر RTD باید دارای استحکام فیزیکی باشد.
• در محدوده دمای اندازه گیری، دارای پایداری(ذوب نشدن یا یخ نزدن) باشد.
• به ازای تغییر مشخص در دما، تغییر مقاومت المان حسگر باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا به آسانی قابل اندازه گیری باشد.

سه نوع فلز مقاومتی که غالبا برای ساخت RTD استفاده می شوند عبارت¬اند از:

• پلاتین؛
• مس؛
• نیکل.


پلاتین

المان های RTD از جنس پلاتین مرسوم ترین نوع RTD هستند که در صنایع فرایندی استفاده می شوند. المان های پلاتینی، دقت، تکرارپذیری و تغییر مقاومت بالایی به ازای تغییر دما دارند. به علاوه المان های RTD پلاتینی در محدوده دمایی کاری بسیار خطی هستند.
دو نوع اصلی RTD از جنس پلاتین با عنوان PT1000،PT100 وجود دارند. عبارت PT بیان می کند که جنس فلز، پلاتین است و عبارت100، مقاومت فلز برحسب اهم در دمای صفر درجه سانتی گراد است.


مس

المان های RTD از جنس مس در محدوده دمایی شان بسیار خطی هستند، ولی دقت محدودی دارند و محدوده دمایی آن¬ها نسبت به المان های پلاتینی کوچک تر است.


نیکل

المان های RTD از جنس نیکل دارای ضریب دمایی بزرگ تری نسبت به المان های RTD پلاتینی و مسی هستند، ولی ویژگی خطی ضعیف، دقت محدود، تکرارپذیری کمتر و محدوده دمایی کاری نسبتا کوچکی دارند. المان های نیکل معمولا در کاربردهایی که دقت، موضوع خیلی مهمی نیست استفاده می شوند.


طراحی المان های حسگر RTD

المان های حسگر RTD در چندین طرح وجود دارند. دو نوع طراحی عبارت¬اند از:


• سیم پیچیده شده؛
• لایه نازک.

اندازه گیری مقاومت المان حسگر RTD

برای خواندن دقیق دما از یک RTD، مقاومت المان حسگر RTD باید اندازه گیری شود. هر سیم رابط مسی که به المان حسگر RTD وصل می شود خود دارای مقاومت است که این مقاومت به مقاومت المان حسگر RTD اضافه می شود. اگر مقاومت اضافه شده را نادیده بگیریم، یک خطا به وجود می آید و اندازه گیری دما دقیق نخواهد بود. خطای حاصل ، "تاثیر سیم رابط" خوانده می شود. هرچه طول سیم بیستر خطا بیشتر خواهد بود. برای جبران سازی تاثیر سیم رابط، RTDهای سه سیمه و چهارسیمه به جای دو سیمه استفاده می شوند. RTDهای سه سیمه با اتصال یک سیم مسی اضافه به یکی از سیم های اولیه ایجاد می شوند و RTDهای چهارسیمه با اتصال یک سیم مسی به اضافه به هریک از سیم های رابط موجود ایجاد می شوند.


تبدیل مقاومت به دما

پس از اینکه مقاومت RTD تعیین شد، باید به مقدار دمای متناظرش تبدیل شود. در ترانسمیترها یکی از دو روش زیر استفاده می شود:
• براساس استاندارد RTD (مثلا استاندارد IEC 751)؛
• معادله Callendar-Van Dusen.

مزایا

در مقایسه با ترموکوپل ها، RTDها دارای مزایای زیر هستند:
• دقت و تکرارپذیری بهتری دارند.
• سیگنال RTDها حساسیت کمتری به نویز دارد و نسبت سیگنال به نویز آن ها بیشتر است.
• در محدوده دمای کاری، خطی تر هستند.
• در RTDها می توان از معادله Callender-Van Dusen استفاده کرد تا از خطای قابلیت تعویض جلوگیری شود.
• انحراف RTD قابل پیش بینی است درحالی که در ترموکوپل قابل پیش¬بینی نیست. به¬علاوه امکان خطاهای دریفت ترموکوپل ها در اثر خوردگی و اکسید شدن المان حسگر در دماهای بالا وجود دارد.
• تغییراتی که در طول زمان به خاطر شوک های مکانیکی، خوردگی و سیکل های دمایی اتفاق می-افتند روی خروجی یک RTD یا ترموکوپل تاثیر می گذارند. این تغییرات با انجام برخی ملاحظات راجع به RTDها قابل حذف است. این ویژگی در مورد ترموکوپل در دسترس نیست.
• RTDها به سیم های الحاقی ویژه نیاز ندارند.

معایب

• شکننده و دارای ابعاد بزرگ هستند.
• به دلیل ابعاد بزرگ تر نسبت به ترموکوپل ها، پاسخ زمانی آهسته تری نسبت به تغییرات دما دارند.
• دارای مشکلات ناشی از گرم شدن هستند.
• در برابر نویز الکتریکی حساس هستند.
• هزینه تست و تشخیص عیب آن ها زیاد است.
• در مقایسه با ترموکوپل ها قیمت بالاتری دارند.


ترمیستورها

ترمیستورها یک تجهیز نیمه هادی است که از اکسیدهای فلزی ساخته شده است. اساس اندازه گیری دما به وسیله یک ترمیستور این است که مقاومت الکتریکی آن با دما تغییر می کند. اغلب ترمیستورها دارای ضریب مقاومتی منفی هستند و از اینرو با مقاومت های معمولی تفاوت دارند. ضریب مقاومتی منفی به این معنی است که با افزایش دما مقاومت کاهش می یابد. هرچند ترمیستورهای با ضریب دمایی مثبت (PTC) نیز وجود دارند اما ترمیستورهای با ضریب دمایی منفی(NTC) رایج تر هستند. ترمیستورها در شکل های مختلفی ساخته می شود. رایج ترین آن ها، دیسکی، مهره ای و میله ای است. طیف وسیعی از ترمیستورها ( هم از نظر مقاومت و هم از نظر دما) وجود دارد که با تغییر در میزان ناخالصی مواد نیمه هادی ساخته می¬شوند.
ترمیستورها ضریب دمایی خیلی بالاتری نسبت به RTDها دارند، به همین دلیل تغییرات کوچک دما راحت تر قابل تشخیص است. ترمیستورها دقت RTDها را ندارند و احتمالا به همین دلیل کاربرد آنها به عنوان ابزار دقیق محدود است.ترمیستورها دما را از 73- تا 316+ سانتیگراد اندازه گیری می کند.
باتوجه به هزینه کم و حساسیت بالای ترمیستورها، اغلب برای تشخیص وضعیتهای آلارم فرایند از ترمیستورها استفاده می¬شود.

مزایا

• اندازه کوچک؛
• پاسخ سریع؛
• حساسیت خیلی بالا( در محدوده انتخاب شده)؛
• نیاز نداشتن به جبران سازی اتصال سرد (به این خاطر که مقاومتشان تابعی از دمای مطلق است)؛
• ارزان؛
• غیرحساس به پلاریته؛
• تنوع سنسورها؛
• مناسب برای اندازه گیری از راه دور برخلاف ترموکوپل ها و RTD ها.

معایب

• ناپایداری با توجه به انحراف (DRIFT) و کالیبره نمودن به خصوص در دماهای بالا)
• نداشتن قابلیت تعویض آسان؛
• غیرخطی؛
• محدوده کاری؛
• شکننده؛
• مقاومت بالا و مشکلات ناشی از نویز.

محدودیتهای محدوده

محدوده کاری ترمیستور وابسته به ماده مورد استفاه در ساخت و محافظت سنسور است. چهار محدودیت اصلی که بر محدوده کاری موثر، تاثیر گذارند عبارت¬اند از:
1. ذوب شدن یا زوال نیمه هادی؛
2. خراب شدن مواد پوششی؛
3. عدم حساسیت در دماهای بالا؛
4. مشکل در اندازه گیری دماهای پایین.


ترمومتر ساقه شیشه ای

ترمومتر ساقه شیشه ای یکی از قدیمی ترین ابزارها برای اندازه گیری دما است. در این روش از جیوه یا الکل در لوله شیشه ای استفاده می شود که با افزایش دما، انبساط کرده و درون لوله حرکت می کنند. البته هوای درون لوله تخلیه شده است. در برخی از کاربردها، لوله شیشه ای با نیتروژن پر می شود تا محدوده دمای کاری افزایش یابد.

مزایا

• هزینه کم؛
• سادگی؛
• نیاز داشتن به کالیبراسیون مجدد.

معایب

• اندازه گیری تنها به صورت محلی؛
• جدا از بقیه تجهیزات کنترلی ثبتی؛
• شکننده.


ابزارهای پرشده

سیستم دمایی پرشده به گونه ای طراحی می شود که نمایش یا ثبت دما با یک فاصله از نقطه اندازه گیری انجام می شود. سیستم دمایی پرشده اساسا گیج فشاری است که توسط یک لوله با سطح مقطع کوچک به حبابی که به عنوان سنسور دما عمل می کند متصل می شود. کل سیستم از نظر درز گاز، محک شده و توسط یک گاز یا مایع محبوس شده تحت فشار و مناسب پر می شود. با تغییر دما، فشار ناشی از سیال محبوس نیز تغییر می کند و توسط لوله بردون نمایش داده می¬شود.
ترمومترهای پرشده را براساس مواد پرکننده به چهار کلاس اصلی تقسیم کرده است.

• کلاسI: سیستم پر شده با مایع؛
• کلاسII: سیستم پرشده با بخار؛
• کلاسIII: سیستم پر شده با گاز؛
• کلاسV: سیستم پر شده با جیوه.

در اغلب کاربردهای صنعتی استفاده از سیستم های پرشده با جیوه، به دلیل خطرات مربوط به سلامتی، منسوخ شده است. علاوه بر این استفاده از سیستم های پرشده با جیوه و مایع به دو دلیل زیر موقعیت خود را از دست داده اند.
1. هزینه لازم برای جبرانسازی تاثیرات محیط بر کاپیلاری؛
2. وجود خطا به دلیل اختلاف ارتفاع بین حباب و بخش خواندن.
در حال حاضر اغلب سیستم های دمایی پرشده مورداستفاده، از نوع گاز و بخار هستند ولی این دو نوع نیز دارای محدودیت¬هایی هستند. نوع پرشده با گاز برای عملکرد در محدوده دمایی مدنظر، ابعاد بزرگی دارد و سیستم پر شده با بخار نیز به¬دلیل غیرخطی بودن و وجود خطای ناشی از احتلاف ارتفاع دارای محدودیت است. در حالت کلی سیستم های پرشده در مقایسه با المان های بی متال بهتر و در مقایسه با ترمومترهای الکترنیکی ضعیف تر هستند.

مزایا

• عملکرد ساده؛
• سخت و مقاوم؛
• ارزان؛
• نیاز نداشتن به تغذیه؛
• نگه داری آسان؛
• حساسیت و دقت خوب؛
• به طور ذاتی، ایمن در برابر انفجار.


معایب

• حباب حجیم؛
• سرعت پاسخ کم؛
• فقط برای محدوده های بزرگ( با بزرگ شدن محدوده، رزولوشن کوچک می¬شود)؛
• غیرخطی؛


ترمومتر بی متال

اگر دو فلز مستقیم و متفاوت به یکدیگر چسبانده شده و حرارت داده شوند، نوار حاصل از دو طرف که دارای ضریب انبساط پایین تری است خمیده می¬شود. میزان این تغییر شکل، متناسب با مجذور طول نوار و تغییرات دمایی و به طور معکوس متناسب با ضخامت فلزها است. یک نوار دو فلزی(بی متال) را می توان برای ایجاد یک تغییر شکل از پیش تعیین شده، در دمای مشخص کالیبره کرد. از آنجا که میزان جابه جایی به وجود آمده توسط نوار بی متال، کوچک است، برای تقویت آن، نوار بی¬متال به شکل فنری یا حلزونی ساخته می شود.
محدوده عملکرد، برای کاربردهای متفاوت متغیر است. محدوده پایین از 70- تا 50+ درجه سانتیگراد و محدوده بالا از 100 تا 550 وجود دارد. جنس ترمومتر از فولاد کربن، فولاد ضد زنگ یا مواد مناسب برای خروج آسان یا مقاوم در برابر محیط های خورنده است.

مزایا

• ارزان؛
• ساخت ساده؛
• احتمال شکستن کمتر در مقایسه با ترمومترهای ساقه شیشه ای.

معایب

• دقت محدود؛
• فقط قابل استفاده برای نمایش یا سوییچینگ ساده؛
• فقط اندازه گیری محلی؛
• خارج شدن از وضعیت کالیبره در اثر شوک؛
• هیسترزیس.


پیرومترهای غیرتماسی

دو روش غیرتماسی اصلی در اندازه¬گیری دما عبارت اند از :


• پیرومتر تابشی
• پیرومترهای صوتی


پیرومترهای تابشی

ترمومتر تابشی، یک آشکارساز غیرتماسی انرژی تابشی است. هر شی در دنیا با هر دمایی حتی نزدیک صفر مطلق، انرژی تابشی از خود منتشر می کند. مقدار انرژی را اندازه گیری کرده و سیگنالی متناسب با دمای آن شی تولید می کنند.
یک ترمومتر تابشی در ساده ترین حالت شامل یک سیستم و آشکارساز نوری است. سیستم نوری، انرژی منتشر شده توسط شی را روی یک آشکارساز به تابش است متمرکز می¬کند. خروجی آشکارساز متناسب با مقدار انرژی تابش یافته توسط شی و با توجه به طول موج های تابشی است. از این خروجی می توان برای تعیین دمای شی استفاده کرد. قابلیت انتشار با شدت انتشار یک شی، متغیری مهم برای تبدیل خروجی به سیگنال دما است.


پیرومتر صوتی

سرعت صوت در یک گاز متناسب با دمای آن است. در یکی از روش های اندازه گیری دما، از دو پروب کوارتز که در فاصله ای مشخص از هم قرار دارند- استفاده می¬شود. سرعت صوت با اندازه گیری پیوسته زمان گذر موج صوتی تعیین می شود. اندازه گیری دما به این روش نه تنها برای گازها میسر است بلکه برای مایعات و جامدات نیز قابل استفاده است.


ترموول

ترموول یک لوله فلزی ته بسته و هادی حرارت است که سنسور را پوشش داده و آن را از جریان، فشار، ارتعاش و خوردگی های ناشی از سیال فرایند محافظت می کند. با استفاده از ترموول می¬توان سنسور را بدون توقف فرایند برای کالیبراسیون، تعویض یا تعمیر، خارج کرد. در ترمومترهای تابشی از ترموول به عنوان لوله تابش نیز استفاده می¬شود. ترموول به روش های مختلف پیچی، جوشی، فلنجی نصب می شود.

منتشر شده در مقالات دما (temperature)