Çeşitli termometrelerin prensibi
Termometre, sıcaklığı doğru bir şekilde değerlendirebilen ve ölçebilen sıcaklık ölçüm cihazları için genel bir terimdir. Tasarım temeli olarak katıların, sıvıların ve gazların sıcaklığın etkisi altında genleşme ve büzülme olgusu kullanılır. Gaz termometreleri, alkol termometreleri, cıva termometreleri, gaz termometreleri, dirençli termometreler, termokupl termometreler1, radyasyon termometreleri, optik termometreler, bimetal termometreler vs. vardır, ancak doğru kullanım yöntemine dikkat etmeliyiz. Termometrenin ilgili özelliklerini anlamak ve daha iyi kullanmak için bu kitap özel olarak yazılmıştır.
1. Gaz termometreleri: Sıcaklık ölçüm malzemeleri olarak genellikle hidrojen veya helyum kullanılır. Hidrojen ve helyumun sıvılaşma sıcaklığı çok düşük, sıfıra yakın olduğu için sıcaklık ölçüm aralığı çok geniştir. Bu termometre çok yüksektir ve çoğunlukla hassas ölçümler için kullanılır.
2. Direnç termometresi: Sıcaklıkla değişen direnç değerinin özelliklerine göre yapılan metal dirençli termometre ve yarı iletken direnç termometresine ayrılmıştır. Metal termometreler çoğunlukla platin, altın, bakır, nikel ve rodyum demir, fosfor bronz alaşımları gibi saf metaller kullanır; yarı iletken termometreler çoğunlukla karbon, germanyum vb. kullanır. Dirençli termometrelerin kullanımı kolaydır, güvenilirdir ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Ölçüm aralığı yaklaşık -260 derece ila 600 derecedir.
3. Termokupl termometresi: Endüstride yaygın olarak kullanılan bir sıcaklık ölçüm cihazıdır. Termoelektrik fenomen kullanılarak yapılmıştır. Çalışma ucunu oluşturmak için iki farklı tel birbirine kaynak yapılır ve diğer iki uç devreyi oluşturmak için ölçüm cihazına bağlanır. Çalışma ucunu ölçülecek sıcaklığa ayarlayın. Çalışma ucunun ve serbest ucun sıcaklığı farklı olduğunda, döngüde bir akım akacak şekilde bir elektromotor kuvvet oluşur. Elektriği ölçerek, bilinen bir yerdeki sıcaklık, başka bir yerdeki sıcaklığı belirlemek için kullanılabilir. Bu termometre çoğunlukla bakır konstantan, demir konstantan, nikel konstantan, altın kobalt bakır, platin rodyum vb.'den oluşur. Büyük sıcaklık farkı olan iki madde için uygundur ve çoğunlukla yüksek sıcaklık ve düşük bulanıklık ölçümü için kullanılır. Bazı termokupllar 3000 dereceye kadar yüksek sıcaklıkları ölçebilir, bazıları ise sıfıra yakın düşük sıcaklıkları ölçebilir.
4. Bimetal termometre: Optik termometre, kolorimetrik termometre ve radyasyon termometresi dahil olmak üzere 500 derecenin üzerindeki sıcaklığı ölçmek için özel olarak kullanılan termometreyi ifade eder. Bimetal termometrenin prensibi ve yapısı nispeten karmaşıktır ve burada tekrarlanmayacaktır. 500 dereceden 3000 dereceye veya daha yüksek bir ölçüm aralığına sahiptir ve düşük sıcaklıkları ölçmek için uygun değildir.
5. Pointer termometre: Oda sıcaklığını ölçmek için kullanılan ve metalin ısıl genleşmesi ve büzülmesi prensibi ile yapılan, kalorimetre olarak da bilinen pano şeklinde bir termometredir. İşaretçiyi kontrol etmek için sıcaklık algılama elemanı olarak bimetalik bir levha kullanır. Bimetaller genellikle bakır ve demir ile perçinlenir, solda bakır ve sağda demir bulunur. Bakırın termal genleşmesi ve büzülmesi, demirden daha belirgin olduğundan, sıcaklık yükseldiğinde, bakır levha demir levhayı sağa doğru bükmek için çeker ve işaretçi sağa doğru sapar (yüksek sıcaklığa işaret eder). bimetal; tersine. , sıcaklık düşer ve işaretçi bimetalik levha tarafından sürülen (düşük sıcaklığı gösteren) sola sapar.
6. Cam tüp termometresi: Cam tüp termometresi, sıcaklık ölçümü elde etmek için termal genleşme ve büzülme ilkesini kullanır. Sıcaklık ölçüm ortamının genleşme katsayısı kaynama noktası ve donma noktasından farklı olduğundan, yaygın cam tüp termometrelerimiz başlıca şunları içerir: gazyağı termometresi, cıva termometresi ve kırmızı kalem su termometresi. Avantajları basit yapı, rahat kullanım, yüksek ölçüm doğruluğu ve düşük fiyattır. Dezavantajı, ölçümün üst ve alt limitlerinin ve doğruluğunun, camın kalitesi ve sıcaklık ölçüm ortamının özellikleri ile sınırlı olmasıdır. Işınlanamaz ve kırılgandır.
7. Basınç termometresi: Basınç termometresi, ısıtıldıktan sonra ölçüm sinyali olarak hacim genişlemesi veya basınç değişikliği oluşturmak için kapalı bir kapta sıvı, gaz veya doymuş buhar kullanır. Temel yapısı üç bölümden oluşur: sıcaklık ampulü, kılcal boru ve gösterge tablosu. Üretim sürecinde kullanılan en eski sıcaklık kontrol yöntemlerinden biriydi. Basınç sıcaklık ölçüm sistemleri, yerinde sıcaklık göstergesi ve kontrolü için hala çok yaygın olarak kullanılan bir ölçüm yöntemidir. Basınçlı termometrelerin avantajları şunlardır: basit yapı, yüksek mekanik mukavemet, titreşimden korkma. Ucuzdur ve harici enerji gerektirmez. Dezavantajları şunlardır: sıcaklık ölçüm aralığı sınırlıdır, genellikle -80~400 derece; ısı kaybı büyüktür ve tepki süresi yavaştır; cihazın sızdırmazlık sistemi (termik ampul, kılcal boru, yaylı boru) hasarlı, bakımı zor ve değiştirilmesi gerekiyor; ölçüm doğruluğu ortam sıcaklığından etkilenir, ampulün montaj konumu büyük bir etkiye sahiptir ve doğruluk nispeten düşüktür; kılcal iletim mesafesi sınırlıdır. Basınç termometresinin normal çalışma aralığı, aralığın 1/2--3/4'ü kadar olmalı ve gösterge cihazı ve sıcaklık ampulü mümkün olduğunca yatay konumda olmalıdır. Kurulum sırasında kullanılan sıcaklık bilyesi montaj cıvataları, sıcaklık kaybına neden olarak yanlış sıcaklığa neden olur. Montaj sırasında ısı yalıtım işlemi yapılmalı ve ısıtıcı ampul mümkün olduğunca titreşimsiz bir ortamda çalışmalıdır.
8. Döner termometre: Döner termometre haddelenmiş bimetal levhalardan yapılmıştır. Bimetalin bir ucu sabittir ve diğer ucu işaretçiye bağlanır. İki metal parçasının farklı genleşme dereceleri nedeniyle, bimetal parça farklı sıcaklıklarda farklı şekilde kıvrılır ve ibreler kadran üzerinde farklı konumları gösterir. Sıcaklık, kadran üzerindeki okumadan bilinebilir.
9. Yarı iletken termometre: Yarı iletkenin direnç değiştirme kimyasalı metalinkinden farklıdır. Sıcaklık arttıkça dirençleri azalır ve daha geniş çapta değişir. Bu nedenle, küçük bir sıcaklık değişikliği, dirençte önemli bir değişikliğe de neden olabilir. Termometreler yüksek doğrulukla yapılır ve genellikle sıcaklık sensörleri olarak adlandırılır.
10. Termokupl Termometre: Bir termokupl termometre, hassas bir voltmetreye bağlı iki farklı metalden oluşur. Metal kontaklar, farklı sıcaklıklarda metal boyunca farklı potansiyel farklılıklar üretir. Potansiyel fark küçüktür, bu nedenle ölçmek için hassas bir voltmetre gereklidir. Sıcaklık, voltmetrenin okumasından bilinebilir.
11. Optik pirometre: Bir cismin sıcaklığı çok fazla görünür ışık yayacak kadar yüksekse, sıcaklığı termal radyasyon miktarı ölçülerek belirlenebilir. Bu termometre hafif bir termometredir. Bu termometre esas olarak kırmızı filtreli bir teleskop ve küçük bir ampul, bir galvanometre ve değişken dirençli bir dizi devreden oluşur. Kullanmadan önce, filamanın farklı parlaklığına karşılık gelen sıcaklık ile ampermetre okuması arasındaki ilişkiyi kurun. Kullanımdayken, teleskopu ölçülecek nesneye yöneltin ve direnci, ampulün parlaklığı ölçülecek nesnenin parlaklığı ile aynı olacak şekilde ayarlayın. Bu sırada ölçülen nesnenin sıcaklığı galvanometreden okunabilir.
12. Sıvı kristal termometre: Farklı formüllere sahip sıvı kristaller farklı faz geçiş sıcaklıklarına sahiptir. Bir faz değişikliğine uğradıklarında, optik özellikleri de değişir ve sıvı kristallerin renginin solmuş görünmesine neden olur. Bir kağıt parçası farklı faz geçiş sıcaklıklarına sahip sıvı kristallerle kaplanırsa, sıvı kristalin renk değişiminden sıcaklık bilinebilir. Bu termometrenin avantajı kolay okunabilmesi, dezavantajı ise yeterli olmamasıdır. Genellikle süs balıkları tanklarında göstermek için kullanılır.
