تفاوت ترمومتر دوفلزی فلزی (بیمتال) و ترمومتر گازی

ترمومتر چطور کار می‌کند؟

ترمومتر چه در نمونه گازی و چه در نمونه دو فلزی آن، بر اثر تغییرات گرمایی که منجر به کاهش یا افزایش حجم گازی و یا انبساط و انقباض دو فلز می‌شود کار می‌کنند. در واقع ترمومترها دما را اندازه‌گیری نمی‌کنند، بلکه اختلاف حجم و یا طول اتفاق افتاده در گاز یا فلزات درون خود را نشان می‌دهند.

ترمومترها اغلب از یک صفحه مدور مدرج، یک عقربه و یک دنباله تشکیل شده اند.

صفحه مدور مدرج در ترمومتر از سمت چپ به راست (جهت چرخش عقربه‌های ساعت) علامت گذاری شده‌اند و به ترتیب از سمت چپ به راست دما را از حداقل به حداکثر نمایش می‌دهند.

عقربه ترمومتر نشان دهنده اختلاف دمای ایجاد شده و در حال اندازه‌گیری است. هرچه عقربه به سمت راست گردش کند، دما بیشتر و هرچه به سمت چپ برود دما کمتر است.

دنباله ترمومتر می‌تواند به صورت یک میله یا یک لوله نرم باشد که با سطح حرارت ده، در تماس قرار می‌گیرد. در ترمومترهای دو فلزی، دنباله اغلب به صورت میله‌ای هست و به صورت مستقیم با قسمت حرارتی مورد سنجش در تماس قرار می‌گیرد، در حالی که در ترمومترهای گازی، قسمت دنبال به صورت یک لوله است و حتی می‌تواند تا شصت متر از ترمومتر فاصله بگیرد.

ترمومتر دو فلزی (Bimetal) چطور کار می‌کند؟

ترمومتر دو فلزی بر اساس تغییرات انبساط و انقباض فلزات طراحی شده است. همه ما می‌دانیم که هر فلز بر اثر حرارت به میزان مشخصی دچار تغییر طول خواهد شد. برای ساخت ترمومتر دو فلزی، از دو فلز با اختلاف انبساط یا نوسان حرارتی متفاوت بهره گرفته شده است. این اختلاف نوسان سبب می‌گردد که در زمان مواجه گرمایی یک تفاوت انبساط و انقباض ایجاد شود و عقربه ترمومتر این اختلاف را بر روی صفحه مدرج نشان می‌دهد. از آنجا که این اختلاف اندازه بر اساس دما، همیشه ثابت است، ما می‌توانیم دمای مورد سنجش را به دست آوریم و بر روی صفحه مدرج نشان دهیم.

مهمترین مزیت ترمومترهای دوفلزی آن است که نسبت به تغییرات دمای محیط مقاوم است. در عین حال می‌توان آن را در اغلب موارد معمول مانند دیگ‌های بخار، خطوط انتقال، راکتورها و حتی در کنار شعله و مشعل به کار گرفت.

اصلی ترین عیب ترمومترهای دوفلزی آن است که برای سنجش دقیق باید زمان کافی داشته باشد. این زمان برای آن است که دو فلز بتوانند به اندازه کافی نسبت به تغییرات دمایی واکنش انبساطی و انقباضی نشان دهند و در نتیجه دمای مورد سنجش به درستی به دست آید.

با توجه به مکانیزم نسبتاً ساده و مکانیکی ترمومترهای دوفلزی، قیمت آن‌ها پایین تر و مقرون به صرفه تر از ترمومترهای گازی است و به همین خاطر در اغلب صنایع از آن‌ها استفاده می‌شود.

ترمومتر گازی (Gaz Actuated) چطور کار می‌کند؟

ترمومترهای گازی بر خلاف ترمومترهای دوفلزی از تغییرات و نوسانانت در یک از مرجع، اغلب هلیوم، برای سنجش دما استفاده می‌کنند. همانطور که می‌دانیم هر گاز بر اثر حرارت حجم مشخصی را اشغال می‌کند. هرچه حرارت بیشتر شود، حجم گاز بیشتر می‌شود و هرچه حرارت کمتر شود، حجم کمتر می‌شود و گاز تمایل بیشتری را برای تبدیل شدن به مایع (تقطیر) دارد. همین اصل مکانیکی در ترمومترهای گازی به کار گرفته شده است تا با استفاده از آن دما را اندازه‌گیری کنیم.

ترمومترگازی نسبت به تغییرات دما بسیار حساس است و به همین خاطر از آن برای سنجش دمای محیط و یا تغییرات حرارتی اندک هم می‌توان استفاده کرد.

ترمومتر گازی دارای دنباله ای لوله ای شکل است که می‌تواند تا شصت متر نیز طول داشته باشد. این فاصله سبب می‌شود که بتوان دمای تجهیزات در ارتفاع و یا با حرارت زیاد را با دقت و در فاصله ایمن اندازه‌گیری کرد.

ترمومترهای گازی به نسبت ترمومترهای دوفلزی، بازه بزرگتری از اختلاف دما را نشان می‌دهن و می‌توان از آن‌ها در راکتورهای پرحرارت تر و یا حتی در اتاق‌ها و کوره‌های ذوب استفاده کرد.

کدام ترمومتر برای شما بهتر است؟

اگر می‌خواهید بهترین ترمومتر را انتخاب کنید، چند نکته را در نظر داشته باشید:

۱-    برای سنجش دما از دور ترمومتر گازی بهتر از ترمومتر دوفلزی است و اجازه حفظ فاصله ایمن تا شصت متر را در اختیارتان می‌گذارد.

۲-    از نظر قیمت ترمومترهای دوفلزی ارزان تر و مقرون به صرفه تر هستند. اگر باید سنجه‌های گرمایی مختلف در نقاط گوناگون را انجام دهید، ترمومترهای دو فلزی ابزارهای ارزان و خوبی هستند.

۳-    برای دماهای بالا بهتر است که از ترمومترهای گازی استفاده کنید. زیرا بازه نوسان حرارتی بیشتری را به نسبت ترمومترهای دو فلزی در اختیارتان قرار می‌دهند. هچنین دقت بهتری را در به دست آوردن اختلاف‌های دمایی محیط دارند.

۴-    در نهایت اگر سنجش لحظه ای دما برایتان مهم است، حتماً از ترمومترهای گازی استفاده کنید، زیرا این ترمومترها نوسانات حرارتی را بهتر از ترمومترهای دو فلزی نشان می‌دهد و حتی نسبت به تغییرات درجه حرارت محیط نیز حساسیت بهتر دارند.

در ویدئو این صفحه به خوبی تمامی این موارد به شما نشان داده شده است.

منابع: