پارامتر دما یکی از ضروری ترین و گسترده ترین شاخصه به منظور اندازه گیری برای مهندسین مکانیک بوده وبسیاری از فرآیند های صنعتی نیازمند مانیتورینگ کنترل دمایی هستند . این فرآیند ها به صورت گسترده از کنترل دمای یک موتورخانه تا کنترل دمایی گاز های احتراقی خارج شده از یک راکت و یا اندازه گیری دمای جوش در فرآیند جوشکاری لیزری را شامل میشود.
امروزه بحث اندازه گیری دما در محیط های صنعتی شامل طیف گسترده ای از نیازها و برنامه های کاربردی لذا برای برطرف کردن این طیف گسترده از نیازها ، ابزار های اندازه گیری و همچنین متدها و روش های دماسنجی مورد استفاده در کنترل فرآیند های صنعتی توسعه داده شده اند.
انواع ابزار اندازه گیری دما :
1- انواع دماسنج :
- دماسنج لوله شیشه ای
- بی متال
2- انواع سنسور ( پراب) اندازه گیری دما
- سنسور های مقاومتی
- ترموپیل (ترموکوپل )
3- انواع سنسور های غیر تماسی
- ترمومتر های لیزری (مادون قرمز)
- دوربین های تصویر برداری حرارتی ( ترموویژن، دید در شب ، گرمانگار)
-ترموگراف و دیتالاگر دما
دماسنج لوله شیشه ای:
طیف گسترده ای از ترمومتر موجود در بازار امروز وجود دارد. برخی از اندازه گیری های بسیار دقیق دما با دماسنج های شیشه ای انجام می شود. از آنجا که خواص مایعات و به ویژه جیوه به خوبی شناخته شده است، تنها محدودیت برای تعیین میران دقت و تفکیک پذیری چگونگی ساخت تیوب شیشه ای با یک منفذ برای نشان دادن دقیق میزان دما است. برخی از تولید کنندگان دماسنج هایی با مقیاس متغیر برای کاربردهای خاصی ساخته اند. یکی از این کاربردها استفاده از دماسنج شیسه ای برای تغیین میزان ویسکوزیته مرطوب است. در این فرایند مهم است که باید دمای دقیق حمام آب را دانست دماسنج شیشه ای هنوز هم به دلیل تکرارپذیری شدید آن استفاده می شود.
بی متال ( رله حرارتی ) :
دماسنج های بی متال برای اندازه گیری دقیقتر دما نسبت به دماسنج های شیشه ای ساخته شده اند. در مواردی که نیازمند آن هستیم تا میزان دمای یک فرآیند و یا یک جسم را بدانیم اما میزان اهمیت آن به گونه است که استفاده از پراب های اندازه گیری دما به صرفه نیست از بی متال ها استفاده میشود.
ساختار داخلی بی متال ها به این تریتب است که دو فلز از جنس مختلف ( آهن و برنج ) بر روی یکدیگر به صورت ثابت متصل شده اند که با افزایش دمای بی متال با توجه به تفاوت در ضریب انبساط طولی دو فلز ، این دو فلز به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد خم میشود که این جابجایی هم میتواند به عنوان یک رله برای قطع و وصل جریان الکتریکی و یا با اتصال یک نشانگر میتواند به صورت دماسنج مورد استفاده قرار گیرد.
سنسور مقاومتی :
ترمیستور ها اولین پراب هایی بودند که برای اندازه گیری دما به وجود آمدند. درک رابطه مستقیم میزان دما با مقاومت یک جسم باعث به وجود آمدن اولین ترمیستور ( عناصر دمای مقاومتی thermal resistance element) شد. ترمیستور ها با توجه به نوع کاربری در انواع مختلف گسترش داده شدند که امروزه با توجه به پیدایش انواع عناصر نیمه رسانا، ترمیستور ها نیز در دو نوع NTC و PTC تولید میشود. استفاده از عناصر نیمه رسانا در ترمیستور ها به این دلیل است که با تنطیم میزان ناخالصی میتوان دقت اندازه گیری دما در ترمیستور ها در بازه دمایی مشخص تنظیم کرد.
دومین نوع سنسور های مقاومتی RTD ها هستند که به منظور اندازه گیری دما با دقت بالا در بازه های دمایی مختلف ساخته و گسترش داده شده اند. معروف ترین RTD و البته نوع استاندارد RTD ، از جنس پلاتین بوده که PT100 نام دارد. این نوع سنسور نسبت به ترموکوپل ها با توجه به اندازه گیری خطی بسیار دقیق تر عمل میکند ولی دارای سرعت عملکرد پایین تر و هزینه بالاتری هستند.
بررسی دقیق تر انواع سنسور های مقاومتی و تشریح مزایا و معایب هر یک از آنها در مطلب شماره 2 تحت همین عنوان بررسی خواهد شد.
