אחד הפרמטרים הפיזיים החשובים ביותר שנלמדים, נצפים ומתוקנים לרוב, בין אם זה חיי היומיום של אדם, מחזורי ייצור או מחקר מעבדתי, הוא מחוון הטמפרטורה. בהתאם למאפיינים, למאפיינים הטכניים ולמנגנון הפעולה הקובע, קיים סיווג מסוים של מכשירי מדידת טמפרטורה לסוגים נפרדים: מכשירי נוזל קונבנציונליים או מונים אלקטרוניים ולייזר מורכבים ומתקדמים, המהווים חלופה ראויה למדחום הביתי המוכר. כמובן, מקום היישום של מכשירים כאלה הוא גורם בסיסי ומכריע.
סוגי מכשירים למדידת טמפרטורה
מכשירים לביצוע המחקר הדרוש, לרבות מכשיר למדידת טמפרטורת האוויר, נבדלים זה מזה בתכנון, כמו גם בעקרון הפעולה, אשרמשמש למדידות. שימוש נרחב מספיק במדי חום מגע ומרוחקים, הנקראים אחרת פירומטרים. בנוסף, הסיווג של קבוצות מכשירי מדידת טמפרטורה:
- מדחום התפשטות נוזלי זכוכית ומתכת, עובדים על התכונה של שינוי נפח גופים בטמפרטורות שונות. טווח הפעולה שלהם הוא מ-190 עד +500 מעלות צלזיוס.
- מדדי חום מנומטריים המשתמשים בקשר בין הטמפרטורה המשתנה של חומר גזי המונח בנפח סגור לבין לחץ. עבודה בערכים שבין -160 ל-+600 מעלות צלזיוס.
- מדחום להתנגדות חשמלית פועלים על ידי הסתמכות על יכולתם של חומרים מוליכים לשנות את ההתנגדות החשמלית כשהם מתחממים ומתקררים. יעיל בטמפרטורות מ-200 עד +650 מעלות צלזיוס.
- ממירים טרמו-חשמליים - צמדים תרמיים. מעורבים בטווח שבין 0 ל-+1800 מעלות צלזיוס. מכשירי מדידת טמפרטורה אלה משתמשים בתכונה של שתי מתכות שונות וסגסוגות מתכת כדי ליצור כוח אלקטרו-מוטורי כאשר הטמפרטורה של הצומת משתנה.
- מכשיר לקביעת טמפרטורה מ-+100 עד +2500 מעלות צלזיוס - פירומטר קרינה (פוטואלקטרי, אופטי, קרינה). הפעולה נובעת מהעובדה שהמחוון הקבוע משפיע על כמות החום המוקרן מהגוף. מתייחס לסוג המדידה ללא מגע. ישנם פירומטרים נייחים וניידים, בטמפרטורה נמוכה וגבוהה.
מדחום וחיישנים
לפי סיווג אחר של מכשירים לתיקון חוםהם מחולקים למדחום וחיישני טמפרטורה.
הראשון הם מכשירים מכניים, כולל מדידים מלאי גז, דו-מתכות, מדי טמפרטורת זכוכית ובקרים משולבים.
חיישנים תרמיים הם מכשירים אלקטרוניים מתקדמים מדויקים במיוחד לתיקון קריאות טמפרטורה בנוזלים ובמוצקים. אלה צריכים לכלול מדי חום התנגדות, צמדים תרמיים, מתמרים של קריאות חיישנים והתקני איתות המצוידים במנגנוני ממסר.
הגלאים התרמיים העדכניים ביותר מצוידים בממשק USB, זיכרון לשמירה וניתוח מחקרים ומצביע לייזר.
מדדי טמפרטורת מים
כל מכשיר בודד למדידת טמפרטורת מים, פתרונות קרים וחמים מאופיין בעיקרון פעולה מיוחד. ישנם מכשירים אוניברסליים המתאימים גם למדידת מחווני אוויר.
מדחום נוזלי
מדדי נוזל זכוכית ידועים כמדדי החום היסודיים והמדויקים ביותר, הזמינים בישרה ובזווית. והיקף היישום שלהם הוא ניתוח של ציוד טכנולוגי, כמו גם שירותים ציבוריים (מדידות בצינורות). המכשירים מתאימים לערכים שבין -35 ל-+600 מעלות צלזיוס, וכספית משמשת לרוב כאלמנט רגיש, והקריאות נרשמות בקנה מידה.
בהתאם למקום היישום והמאפיינים המבניים, נבדלים התקנים רפואיים, טכניים, אלקטרומגע, נוזל, מקל והתקנים אחרים.
התקן ספציפי למדידת טמפרטורת המים נבחר תוך התחשבות בשגיאת המדידה המותרת.
מכשירים לקביעת טמפרטורת אוויר
המכשיר הראשון למדידת טמפרטורת האוויר הוא מדחום זכוכית, היסוד הנוזלי הפעיל שבו יכול להיות כספית, אלכוהול אתילי, טולואן וחומרים נוספים.
מדי כספית ברמת דיוק גבוהה הם מקל ועם סולם זכוכית משובץ. הם מבוקשים במחקר מעבדתי בתחומי ייצור ורפואה שונים. מדחום המקל מצויד בצינור נימי מדורג שקוף עמיד בחום, וסוג המטרים השני מתאפיין בכך שחלוקות האבנית ממוקמות מאחוריו על צלחת נפרדת, וכל המנגנון מוגן על ידי נרתיק העשוי מ. זכוכית עמידה.
אם יש מגעים חשמליים במכשיר, זה נקרא אזעקה תרמית, והנוזל הרגיש בתוך המיכל והנימי מראה את הטמפרטורה האמיתית של החלל שמסביב.
תכונות של תרמוסטטים ואזעקות
בנוסף לאמור לעיל, ישנם מכשירים נוספים למדידת טמפרטורה. לדוגמה, כבקרי טמפרטורה ומכשירי איתות, מרחיבים מוט משמשים עם חלקים רגישים העשויים מסגסוגות מתכת שונות, שמתארכות כאשר מתחממות בכמות שונה.
אותו עיקרון מאפיין סוג אחר של מדחום - דו-מתכתי, עם קפיץ רגיש לטמפרטורה מולחם לזוג מתכתלוחות עם התפשטות תרמית שונה. בתהליך החימום, הקפיץ מתכופף לכיוון הלוח של מקדם תרמי נמוך יותר, ומחוון הטמפרטורה הנדרש נמצא לפי גודל העיקול.
מדמחום
לרישום מרחוק של הפרמטרים התרמיים של הסביבה בטווח שבין -15 ל-+125 מעלות צלזיוס, מכשיר מדידת טמפרטורה ללא מגע - אלקטרו-תרמומטר שאיפה - מצוין. המכשיר שלו כולל מד וחיישן המחוברים זה לזה באמצעות כבל.
אלמנט החישה הוא חוט הנחושת הדק ביותר של החיישן, מלופף בספירלה על מסגרת נימה.
מהם המכשירים למדידת טמפרטורת הגוף
טמפרטורת הגוף נמדדת באופן שגרתי עם מדחום. אבל כיום ישנם מדחומים רבים אחרים שנבדלים זה מזה במראה ובעקרונות הפעולה הבסיסיים.
המכשירים הנפוצים ביותר אליהם משתייך המדחום שלנו פועלים על התפשטות תרמית של כספית, נפט, אלכוהול ונוזלים אחרים. הם זולים, פרקטיים ומדויקים למדי, במיוחד אלה הכספית, אם כי התכולה הרעילה במארז הזכוכית השביר טומנת בחובה סיכון מסוים.
מכשיר אלקטרוני או דיגיטלי למדידת טמפרטורת הגוף מציג את הערך הרצוי הודות לחיישן המובנה, אך עלותו גבוהה בהרבה ממחיר "קולגות" נוזלי. המדחום האלה הם קשר.
פירומטרים אינפרא אדום אינם דורשים מגע ישיר עםאדם, הפועל מרחוק. חיישן רגיש במיוחד קורא את כמות הקרינה תוך 2-15 שניות, ומציג את התוצאה על הצג. מכשירי מדידת טמפרטורה ללא מגע אלו מושלמים עבור משפחות עם ילדים קטנים, מצבים של חולי שינה וכו'. בנוסף, הם מתאימים לבישול ביתי, וסוגים חזקים יותר משמשים בחשמל, אתרי בנייה, מתכות ותעשיות אחרות.
כאשר יש צורך בפירומטר מרוחק
לעיתים קרובות יש מצבים שבהם אי אפשר או פשוט לא נוח למדוד את הטמפרטורה במגע. במקרים כאלה תזדקק לפירומטר - מכשיר למדידת טמפרטורה מרחוק, כלומר:
- בעת מדידת אינדיקטורים של גופים מחוממים מאוד או סביבה רעילה;
- עם גישה קשה, ועם שגיאה קטנה, אתה יכול לבצע מדידות במרחק של עשרות מטרים;
- כשצופים במנגנונים בתנועה, וזה ייקח שבריר של שנייה;
- בעת אבחון בטיחות החשמל של בניין, כאשר מד כזה נוח לסריקה מרחוק במספר אזורים מרוחקים.
אילו מכשירים יכולים למדוד את הטמפרטורה של המתכת
בתעשיית המתכות, סגסוגות מתכת מותכות דורשות מכשיר קשיח למדידת טמפרטורות גבוהות.
הפירומטרים שתוארו קודם לכן נחשבים ככאלה. הם מתקנים קרינת חום למרחקים,מאפיין את הטמפרטורה בפועל של המתכת. בתנאים קשים של מחווני חום גבוה במיוחד, השיטה ללא מגע היא אידיאלית. ה-LCD מציג את הנתונים הבאים:
- טמפרטורה בפועל פרנהייט וצלזיוס;
- טמפרטורות גבול;
- טעינת סוללה.
ניתן להשיג דיוק מרבי של המשתנה הנמדד רק כאשר אין הפרעה בין האובייקט למכשיר המרוחק בצורה של אדים או מוצקים סופחי חום. אם יש צורך לבצע מדידות של סגסוגת המתכת במצקת ההובלה או במהלך הביקבוק, אזי יש לקבל את התנאי שמחוון הטמפרטורה יהיה נמוך מזה בפועל וייקבע בחישובים.
כדי למנוע את אי הדיוק של שיטה זו, נעשה שימוש במכשיר נוסף למדידת הטמפרטורה של המתכת, כלומר סימולטור הגוף השחור. הוא טובל בהמסה ומוצג בצורה של צינור עם קצה אטום או פתוח, חרוט חלול או כוס עשויה מתכת עקשן. כך או כך, מד הטמפרטורה חייב להיות בעל עמידות חום מעולה, עמידות כימית ומוליכות תרמית מצוינת כדי לספק קריאות מדויקות במיוחד.
מדידת טמפרטורת מנוע
פעולה לטווח ארוך, כמו גם תיקונים תקופתיים של מכונות ומנגנונים, מחייבים נוכחות של ציוד מיוחד, הכולל מכשיר למדידת טמפרטורת המנוע. אלה כוללים צמדים תרמיים, תרמיסטורים ומדחום התפשטות.
צמדים תרמיים - שימושיים ורחבים מאודמכשירים ידועים בקרב נהגים למדידת טמפרטורת המשטחים, הפיתולים והחלל הפנימי של המנוע. באמצעות חיישני טמפרטורה אלו, אתה יכול להקליט נתונים אפילו באזורים שקשה להגיע אליהם במנוע, בחריצים ובליבות. הם שני חוטים מבודדים ממתכת שונה עם קצוות מולחמים בצד אחד, הממוקמים בנקודת מדידה מסוימת. הקצוות השניים מחוברים למד מילי-וולט ומדחום, וסכום הקריאות שלהם קובע את ערך הטמפרטורה בפועל.
מדחום התפשטות כספית ואלכוהול נוחים מאוד לביצוע המדידות הנחוצות באזורים נגישים: הפיתול, המשטח הפתוח של חלקים שונים וכן זרימת האוויר היוצאת (או נכנסת) מהמנוע. תרמיסטורים בצורת פיתול חוט נחושת מותקנים בו זמנית במספר מקומות של המנוע, מפעילים אותם בתורם, לוקחים קריאות קבועות וקביעת הערך הממוצע.
מכשירים משניים המשמשים למדידת טמפרטורה
בואו ננסה להגדיר מהו מכשיר מדידת טמפרטורה משני תעשייתי. למעשה, המכשיר האוטומטי הזה הוא תוספת חשובה למדד הראשי, לוכד וממיר מחוונים מוקלטים לצורה קריא. זה הכרחי ליישום בקרה ברורה, איתות וויסות טמפרטורה בזמן באותם מקרים חריגים כאשר מתרחשות חריגות מהפרמטרים שצוינו בתנאי ההפעלה. מכשירי חשמל משניים נייחים וניידים מופרדים בנפרד.
בדרך כלל מכשירים משנייםלמדידת טמפרטורה יש מארז פלדה מגן עמיד והם מצוידים בקנה מידה מדורג. הערכים נרשמים על פי הדיאגרמה שנרשמה מצמדים תרמיים, מדי מתח, מדי חום של התנגדות, ממירים והתקנים אחרים.
בהתחשב בדרכים שונות להצגת מידע, יש לחלק מכשירים משניים להקלטה וציון, יחיד ורב-ערוצי, דו-פונקציונלי וטווח יחיד. בנוכחות מנגנון איתות, מכשירים אלה מצביעים באופן מיידי על שינוי טמפרטורה לא מקובל השונה מהערך הנדרש. זה עוזר לשמור על הזרימה ההגיונית של כל התגובות והתהליכים הטכנולוגיים שבהם הם מעורבים.
עם כל מגוון המכשירים שמתעדים את מדדי הטמפרטורה של גזים, נוזלים ומוצקים, צריך לגשת ברצינות לבחירת המכשיר הרצוי. הגורמים העיקריים שיש לקחת בחשבון הם הגבולות המותרים של ערכי הטמפרטורה, המרחק המרבי שבו ניתן לבצע מדידות (ראייה), דיוק. וכמובן, היקף השימוש בסוג מסוים של מדחום נלקח בחשבון.
