1. المبادئ الأساسية
يعتمد مقياس الحرارة ثنائي المعدن على لوحين معدنيين بمعاملات مختلفة للتمدد الحراري مرتبطة ببعضها البعض. عندما تتغير درجة الحرارة، ستخضع الصفائح ثنائية المعدن لتشوه الانحناء بسبب اختلاف درجات التمدد أو الانكماش للمعدنين. يتم نقل هذا التشوه إلى المؤشر من خلال آلية نقل ميكانيكية، مما يشير إلى قيمة درجة الحرارة المقابلة على القرص. على سبيل المثال، التركيبة الشائعة هي النحاس الأصفر والإينفار، حيث يتمتع النحاس بمعامل تمدد حراري أعلى بينما يتمتع إنفار بمعامل تمدد حراري أقل. مع ارتفاع درجة الحرارة، ينحني الشريط ثنائي المعدن نحو الجانب Invar.
2. التركيب الهيكلي
عنصر استشعار درجة الحرارة: مصنوع من صفائح ثنائية المعدن، وهو المكون الأساسي لمقياس الحرارة، وهو المسؤول عن استشعار التغيرات في درجات الحرارة وتوليد التشوه.
آلية النقل: تعمل على تضخيم ونقل التشوه الطفيف للصفائح ثنائية المعدن، مما يدفع المؤشر إلى الدوران. يتضمن بشكل عام مكونات مثل قضبان التوصيل والتروس.
المؤشر والقرص: يشير المؤشر إلى قراءة درجة الحرارة، ويتم تمييز القرص بمقياس درجة الحرارة، عادةً بالدرجات المئوية (درجة) أو فهرنهايت (℉).
أنبوب الحماية: قم بلف عنصر استشعار درجة الحرارة لتوفير الحماية من العوامل البيئية الخارجية مثل التآكل والأضرار الميكانيكية. هناك مواد مختلفة للأنابيب الواقية، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك النحاس، وما إلى ذلك، والتي يمكن اختيارها وفقًا لبيئات الاستخدام المختلفة.
3. الخصائص
ميزة:
قراءة بديهية: لا توجد حاجة إلى معدات مساعدة إضافية، ويمكن قراءة درجة الحرارة مباشرة من خلال موضع المؤشر على القرص، وهو أمر بسيط ومريح.
هيكل بسيط: بالمقارنة مع بعض موازين الحرارة الإلكترونية، فإن هيكلها ليس معقدًا وموثوقًا للغاية وتكاليف صيانة منخفضة.
أداء زلزالي جيد: الهيكل الميكانيكي يمكّنه من العمل بثبات حتى في البيئات ذات الاهتزاز، مما يجعله أقل عرضة لتداخل الاهتزاز والتأثير على دقة القياس.
لا حاجة لطاقة خارجية: يعمل بالاعتماد على تشوه الصفائح ثنائية المعدن الناتج عن درجة الحرارة، دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي أو بطارية، وهو مناسب للحالات التي لا يمكن فيها الوصول إلى الطاقة بسهولة.
العيوب:
دقة محدودة: الدقة العامة تتراوح بين ± 1% - ± 2% FS (النطاق الكامل)، وهي أقل قليلاً من موازين الحرارة الإلكترونية عالية الدقة وغير مناسبة للمواقف التي تتطلب دقة درجات حرارة عالية للغاية.
سرعة الاستجابة البطيئة: يتطلب تشوه الصفائح ثنائية المعدن قدرًا معينًا من الوقت للاستجابة للتغيرات في درجات الحرارة، خاصة في حالة التغيرات السريعة في درجات الحرارة، حيث تكون سرعة تحديث قراءاتها بطيئة نسبيًا.
4. التصنيف
مصنفة حسب المظهر:
النوع المحوري: يكون المؤشر موازيا للاتجاه المحوري للأنبوب الواقي، وهذا النوع مناسب للتركيب على جانب خطوط الأنابيب أو المعدات، مما يسهل مراقبة درجة الحرارة من الجانب.
النوع الشعاعي: يكون المؤشر متعامدًا شعاعيًا على الأنبوب الواقي ويتم تثبيته عادةً في أعلى أو أسفل خط الأنابيب. أنها مريحة لقراءة درجة الحرارة من الأمام.
النوع العالمي: يتم توصيل الرأس وأنبوب الحماية بواسطة مفصل عالمي، والذي يمكنه ضبط زاوية الرأس بمرونة لتلبية متطلبات موضع المراقبة المختلفة.
مصنفة حسب بيئة الاستخدام:
النوع العادي: مناسب للبيئات الصناعية والمدنية العامة، مع عدم وجود متطلبات صارمة للظروف البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة.
النوع المضاد للتآكل: يتم استخدام مواد خاصة مضادة للتآكل لصنع الأنابيب الواقية والمكونات ذات الصلة، والتي يمكن استخدامها في البيئات التي تحتوي على غازات أو سوائل قابلة للتآكل، مثل قياس بعض الوسائط المسببة للتآكل في الإنتاج الكيميائي.
نوع مقاوم للانفجار: يتوافق مع معايير مقاومة الانفجار ذات الصلة، وله هيكل مقاوم للانفجار وأداء كهربائي، ويمكن استخدامه في المناطق الخطرة التي بها غازات أو غبار قابلة للاشتعال والانفجار، مثل المناطق الخطرة في الصناعات مثل البتروكيماويات ومناجم الفحم.
5. مجالات التطبيق
الإنتاج الصناعي: يستخدم لقياس درجة الحرارة في الصناعات العملية المختلفة مثل الصناعات الكيميائية والتكرير والطاقة والصلب وما إلى ذلك، مثل مراقبة درجة حرارة المعدات مثل أوعية التفاعل وخطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية وما إلى ذلك، لضمان أن عملية الإنتاج سليمة. يتم تنفيذها ضمن نطاق درجة الحرارة المناسبة. على سبيل المثال، في أوعية التفاعل الكيميائي، تقوم موازين الحرارة ثنائية المعدن بمراقبة درجة حرارة التفاعل في الوقت الفعلي لمنع درجة الحرارة الزائدة أو غير الكافية من التأثير على تأثير التفاعل وحتى التسبب في حوادث السلامة.
HVAC: في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في المباني، يتم استخدامه لقياس درجة حرارة الوسائط مثل الهواء والماء، للمساعدة في تنظيم تشغيل النظام، وتحقيق بيئة داخلية مريحة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تركيب مقياس حرارة ثنائي المعدن في مجرى الهواء لنظام تكييف الهواء إلى ضبط قوة التبريد أو التسخين لمكيف الهواء وفقًا لدرجة الحرارة.
الزراعة: مراقبة درجة الحرارة الداخلية في البيوت المحمية لتوفير بيئة حرارية مناسبة لنمو المحاصيل. يمكن للموظفين ضبط معدات التهوية أو التدفئة أو التبريد في الوقت المناسب بناءً على قراءات مقياس الحرارة ثنائي المعدن.
الحياة اليومية: تستخدم بعض الأجهزة المنزلية مثل الأفران وسخانات المياه أيضًا موازين الحرارة ثنائية المعدن للتحكم في درجة الحرارة، مما يضمن الاستخدام الطبيعي للمنتجات وسلامتها. على سبيل المثال، يمكن لمقياس الحرارة ثنائي المعدن الموجود في الفرن التحكم في تشغيل عناصر التسخين للحفاظ على درجة الحرارة داخل الفرن ضمن نطاق محدد، مما يضمن فعالية خبز الطعام.
