بی‌متال چیست؟

یک شی بی متال از دو نوع مختلف فلز که به هم متصل شده اند ساخته شده است. برخلاف بسیاری از اشیا ، اقلام دوفلزی از ترکیب فلزات ساخته نمی‌شوند بلکه از لایه‌هایی از فلزهای مختلف تشکیل شده‌اند.

بی متال برای دلایل مختلفی استفاده می‌شود. گاهی اوقات فلزات ارزانتر با لایه ی نازکی از فلز گرانتر پوشیده می شوند بنابراین آن شی گران به نظر می‌رسد در حالیکه نسبتا ارزان ساخته‌شده‌است. سایر اشیا مانند قوطی‌های فلزی از استیل پوشیده شده با لایه‌ی نازکی از فلزضد زنگ (برای حفاظت استیل از عناصر دیگر) ساخته شده است .

چرا باید بی متال بخریم و با خرید بی متال چه بدست می آوریم؟

وقتی که اشیاء دوفلزی را بدست‌می‌آوریم ابتدا باید لایه‌های فلزی را با استفاده از آهنربا جدا کنیم. اکنون آن‌ها برای استفاده در اشیا خانگی مانند قوطی‌های سربی بخش‌هایی از ماشین یا حتی بخش هایی از هواپیما آماده اند.

حقیقت‌هایی در مورد بی‌متال

• برای کاهش هزینه ها سکه ها از بی متال ساخته شده اند. اغلب سکه های مسی که ما همه روزه استفاده می‌کنیم غالبا از روی با لایه ی نازکی از مس بر روی آن ، ساخته شده است.
•  این روش همچنین برای جلوگیری از آب کردن سکه ها توسط مردم برای فلز باارزش آن‌ است.
  • تیغه‌های اره‌های تسمه ای و اره های برقی اغلب از سازه‌های دوفلزی ساخته‌شده‌اند.
  • اتصال سه یا چهار فلز مختلف به هم نیز امکان پذیر است که تری متال و تترامتال نامیده می‌شوند.
  • یک سنت ایالات متحده از ۹۵٪ مس به ۹۵٪ روی با لایه ی نازکی از پوشش مس تغییرداده شد تا همانند گذشته به نظر برسد.

• ---

دماسنج دوفلزی : حس ، کنترل ، محفاظت

دماسنج دوفلزی یکی از پرکاربردترین‌ها از خانواده‌‌ی فلزات روکش شده هستند. اما دماسنج دوفلزی چیست؟ در شکل ابتدایی آن ، دماسنج دو فلزی شامل دو فلز با ضرایب انبساط حرارتی (CTE) متفاوت است که به هم متصل شده اند.این تفاوت در ضریب انبساط حرارتی فلزات تشکیل دهنده به دماسنج دوفلزی خاصیت منحصربه‌فردخم شدن در نتیجه قرار گیری در معرض تغییرات دمایی می‌دهد.میزان خمیدگی دماسنج دوفلزی متناسب با تغییر دماست و همچنین قابل پیش بینی و قابل تکرار است.این خاصیت منحصر‌به‌فرد بی متال (دماسنج دو فلزی ) است که آن را در هرکاربردی که حس کردن و واکنش نشان دادن به عنوان تابعی از دما مطلوب است مفید می‌سازد.

مانند قطعات شکل گرفته ، سیم پیچ های مارپیچی و صفحات ضربه ای این حرکت می تواند برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی ، نشان دادن یا جبران کردن تغییرات دمایی ، آزاد کردن فنرها ، باز و بسته کردن شیرها و انجام نمونه های بسیار دیگری ازوظایف تکراری استفاده شود. به دلیل قابلیت اطمینان دماسنج دوفلزی به عنوان راه حلی اقتصادی برای تشخیص دما و کنترل برنامه های کاربردی در طیف گسترده‌ای از صنایع مانند: اتوموبیل ، الکتریکی ، HVAC یا وسایل خانگی . چه شما در محل کار باشید ، چه در خانه ، چه در هواپیما ، قایق یا اتوموبیل (عملا در همه جا) در نزدیکی یک دماسنج دو فلزه هستید.

دماسنج دوفلزی جه کارهایی می‌تواند بکند؟

1.  تنظیم و کنترل کردن دمای اتوها ، توسترها ، قهوه سازها ، فرها، فرهای توستر، خشک کن‌های البسه ، سشوارها، سرخ کن‌ها ،پتوهای برقی ،ماهیتابه‌ها و قوری‌های برقی ،پلوپز‌ها ،تابه شیرینی‌پزی ، کباب‌پزها ،وافل پز.
2. محافظت از چوک های نور فلورسنت در برابر گرم شدن بیش از حد
3. تنظیم کردن دمای اتاق
4. روشن یا خاموش کردن فن های وسایل نقلیه
5. ثبت کردن دمای محموله های دارای حساسیت در حمل و نقل برای اطمینان حاصل کردن از اینکه دما ازمیزان مطلوب تغییر نمی‌کند.
6. حفاظت از مدارهای الکتریکی خانه ها ، اداره‌ها و کارخانه‌ها
7. حفاظت از مدارهای الکتریکی هواپیما
8. باز یا بسته کردن گربه رو(فضای تنگ زیر طاق یا زیر کف اتاق برای جلوگیری از رطوبت ) و تهویه زیر شیروانی
9. تنظیم کردن دمای چراغ خوراک پزی الکتریکی
10. حفاظت از موتورهای الکترکی در مقابل اضافه بار
11. حفاظت مداربندی کامپیوتر و افزایش محافظ‌های فرعی
12. مجهز کردن سردوشی‌های آسایشگاه‌های سالمندان و منازل با حفاظت ضدسوختگی
13.  حفظ ترمز کاسه ای خود تنظیم ازتنظیم بیش از حد در دماهای بالا
14.  جبران کردن تغییر دمای محیط در اتوموبیل و وسایل نقلیه ورزشی هاچ‌بک و بست نگهدارنده کاپوت
15.  جبران کردن تغییرات گران روی (ویسکوزیته) به سبب تغییرات دمایی در جعبه دنده‌های اتوماتیک و…

جابجایی نوار در جهت عرضی بسیار بیشتر از انبساط طولی در هرکدام از فلزها است. از این اثر در طیف گسترده­ای از کاربردهای مکانیکی و الکترونیکی استفاده می­شود. در برخی کاربردها، از نوار بی­متال به صورت تخت استفاده می­شود. در موارد دیگر، برای تراکم داخل یک کویل پیچیده­ می­شود. در انواع کویلی، هرچه طول بیشتر باشد، حساسیت افزایش می­یابد.

تاریخچه نوار بی متال

قدیمی­ترین بی­متالی که تاکنون بجا مانده است، توسط یک ساعت­ساز به نام جان هریسون ساخته شده است که معمولاً به وی نسبت می­دهند. هریسون بی­متال را برای سومین کرنومتر دریایی خود در سال ۱۷۵۹ ساخت تا تغییرات ناشی از دما را در فنر تعادل خنثی کند. این را نباید با مکانیزم بی­متال برای جبران انبساط گرمایی در آونگ مشبک هریسون اشتباه گرفت. اولین نمونه­هایی که هریسون ساخت دارای دو نوار فلزی مستقل بودند که به وسیله­ی جوش به یکدیگر متصل شده بودند، اما وی همچنین بعد از آن، روش جوش مستقیم برنج گداخته روی بستری از فولاد را ابداع کرد. این نوع نوار روی آخرین زمان­سنج وی، H5، کار گذاشته شده بود. اختراع هریسون، به یاد او در کلیسای وست مینستر انگلستان مورد قدردانی قرار گرفته است.

کاربردهای نوار بی متال

در ادامه کاربردهای این محصول را با هم مرور میکنیم

ساعت­ها

مکانیزم­های ساعت­های مکانیکی نسبت به تغییرات دما حساسند که این منجر به خطاهایی در زمان­سنجی می­شود. در برخی مکانیزم­ها از یک نوار بی­متال برای خنثی کردن این اثر استفاده شده است. رایج­ترین روش، استفاده از یک ساختار بی­متال برای حاشیه­ی گرد چرخدنده­ی تنظیم۸ است. زمانیکه فنر تنظیم کننده با افزایش دما ضعیفتر می­شود، قطر بالانس (تنظیم کننده) کمتر می­شود تا دوره­ی نوسان (و در نتیجه زمان­سنجی) ثابت بماند.

ترموستات­ها

برای تنظیم گرمایش و سرمایش، از ترموستات­هایی که در بازه­ی گسترده­ای از دماها کار می­کنند استفاده می­شود. در این ترموستات­ها یک انتهای نوار بی­متال به طور مکانیکی ثابت شده و به یک منبع نیروی الکتریکی متصل است و انتهای (متحرک) دیگر، یک اتصال (کنتاکت) الکتریکی را حمل می­کند. در ترموستات­های قابل تنظیم، یک کنتاکت دیگر نیز با دستگیره یا اهرم تنظیم کننده قرار داده شده است. موقعیتی که مجموعه دمای تنظیم شده را کنترل می­کند را نقطه­ی تنظیم۹ می­نامند.

برخی ترموستات­ها از یک سوئیچ جیوه­ای استفاده می­کنند که به دو قطب الکتریکی متصلند. زاویه­ی کل مکانیزم قابل تنظیم است تا نقطه­ی تنظیم ترموستات کنترل شود.

بسته به نوع کاربرد، با بالاتر رفتن دما ممکن است یکی از کنتاکت­ها باز (مثلاً در گرمکن) یا بسته (مثلاً در یخچال یا دستگاه تهویه مطبوع) شود.

کنتاکت­های الکتریکی می­توانند به طور مستقیم (مثلاً در اتوی خانگی) یا غیرمستقیم، نیرو را کنترل کرده و نیروی الکتریکی را از طریق یک رله یا منبع گاز طبیعی یا سوخت به وسیله­ی یک دریچه (والو) الکتریکی قطع یا وصل کنند. در برخی از بخاری­هایی که با گاز طبیعی کار می­کنند، نیرو ممکن است به وسیله­ی یک ترموکوپل که توسط یک شعله­ی پیلوت (یک شعله­ی پیوسته در حال سوختن) حرارت می­بیند تأمین می­شود. در دستگاه­های بدون شعله­ی پیلوت برای جرقه­زنی (مثل اکثر خشک­کننده­های لباس گازی، برخی بخاری­های گاز طبیعی و شومینه­های تزیینی)، نیروی کنتاکت­ها توسط نیروی الکتریکی کاهش­یافته­ی خانگی تأمین می­شود. این نیرو یک رله را به کار می­اندازد که یک شمع الکتریکی را کنترل می­کند، یا یک گرمکن مقاومتی یا یک دستگاه تولید جرقه­ی الکتریکی.

دماسنج ­ها (ترمومتر ها)

یک دماسنج لیداری که به طور مستقیم دما را نشان می­دهد (مثلاً انواعی که در فضای آزاد یا برای اندازه­گیری دمای گوشت استفاده می­شوند)، از یک نوار بی­متال پیچیده شده در یک کویل استفاده می­کند. یک انتهای کویل به قسمت ساکن دستگاه متصل بوده و انتهای دیگر، یک سوزن نشان­دهنده را جابجا می­کند. از نوار بی­متال در دمانگار نیز استفاده می­شود. دماسنج برگوئت۱۶ از یک مارپیچ سه فلزی تشکیل شده است.

موتور گرمایی

آلات ساده­ای ساخته شده است که چگونگی استفاده از بی­متال را برای به حرکت در آوردن یک موتور گرمایی نشان می­دهند.

دستگاه­های الکتریکی

نوارهای بی­متال در مدارشکن ­های بسیار کوچک برای حفاضت در برابر جریان اضافی، استفاده می­شوند. یک بوبین (کویل) از سیم، نوار بی­متال را گرم و آن­ را خم می­کند و نوار با به کار انداختن یک اتصال، یک کنتاکت را که با فنر کار می­کند آزاد می­کند. این باعث قطع مدار شده و با سرد شدن نوار بی­متال دوباره می­توان آن را به حالت اولیه برگرداند. نوارهای بی­متال همچنین در رله­های تأخیری۱۸، لامپ­های چشمک­زن و در استارتر لامپ­های فلوئورسنت نیز استفاده می­شوند. در برخی دستگاه­ها، جریانی که به طور مستقیم از داخل بی­متال می­گذرد، برای گرم کردن و راه­اندازی مستقیم کنتاکت­ها کافی است.