اندازه گیری دما به روش غیر تماسی
هر ماده‌ای با دمای بالاتر از صفر مطلق از خود امواج الکترومغناطیس به صورت فوتون یا نور ساطع می‌کند. این مقدار تشعشع با دما رابطه مستقیم دارد. روش غیرتماسی بیشتر براساس مقدار تابش موج فروسرخ که جسم مدنظر از خود ساطع می‌کند کار می‌کند. در این روش نیازی به ارتباط مستقیم فیزیکی برای اندازه‌گیری دما نیست. همچنین برای اندازه گیری دماهای خیلی بالا نیز کاربرد دارد. از انواع گیج های غیر تماسی می‌توان به گیج دمای مادون قرمز اشاره کرد.
اندازه‌گیری دما به روش تماسی
1- گیج دمای عقربه‌ای بیمتال
بی متال از 2 فلز غیر هم جنس تشکیل شده است. درصورتی که دو فلز به هم چسبیده نباشند، افزایش دما سبب تغییر طول این فلز ها به مقدار متفاوت می‌شود اما اگر این دو فلز را با استفاده از تکنیک مخصوصی کاملا به یکدیگر بچسبانیم. در این صورت به علت متفاوت بودن ضریب انبساط در فلزات مختلف، افزایش دما سبب خمیده شدن راستای میله به سمت فلزی می‌شود که ضریب انبساط کمتری دارد. با اندازه‌گیری میزان خمیدگی می‌توان میزان تغییر دما از صفر درجه را محاسبه کرد.
چون میزان خمیدگی با میله بیمتال کوچک است، برای افزایش رنج و دقت اندازه‌گیری ، نوار بیمتال به شکل حلزونی یا فنری ساخته می‌شود.
مزایا
- هزینه کم
- سخت بودن
- استفاده و نصب آسان
- دقت در طیف وسیعی از دماها
معایب
- فقط انواع نشان دهنده موجود است.
- امکان تغییر کالیبراسیون به دلیل استفاده در محیط های مختلف
- دقیق نبودن دماسنج های پایه شیشه ای
2- گیج دمای عقربه‌ای فعال شده ( actuated )
گیج دمای عقربه ای فعال شده، از گاز/بخار یا مایع به عنوان عنصر سنجش دما استفاده می‌کند. مایع یا گاز با افزایش دما منبسط شده و با پیشروی در لوله و دما را نشان می دهد.
دماسنج پر شده از جیوه
در این نوع دماسنج با تغییر دما، فشار جیوه تغییر پیدا می‌کند؛ یعنی تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار جیوه پر شده میگردد و بدینوسیله دما توسط یک فشارسنج عقربه‌ای نمایش داده می‌شود.
دماسنج پر شده از مایع
عملکرد این دماسنج مشابه دماسنج جیوه‌ای است و تنها در مایع درون دماسنج با یکدیگر تفاوت دارند. مایع پر شده میتواند الکل، نفت، گزیلن و غیره باشد.
دماسنج با نشاندهی سیستم فشار بخار
در این نوع دماسنج مایع داخل حسگر گرمایی از نوع فرار بوده و با کوچکترین تغییر دما، این مایع بخار شده و فشار بخار مایع تغییر می‌یابد. این تغییر فشار به صورت دما توسط یک فشارسنج عقربه‌ای نمایش داده می‌شود. انتخاب این دماسنج نسبت به سایر دماسنج ها ارزان‌تر است و اغلب در برنامه های HVAC استفاده می‌شود.
چهار نوع دسته بندی از دماسنج با نشاندهی سیستم فشار بخار وجود دارد :
- کلاس IIA با دمای اندازه گیری شده بالاتر از دمای بقیه سیستم عمل می کند.
- کلاس IIB با دمای اندازه گیری شده کمتر از دمای بقیه سیستم عمل می کند.
- کلاس IIC دماهای بالاتر و زیر دمای سیستم را اندازه گیری می کند.
- کلاس IID می تواند با استفاده از یک مایع غیرفرار دوم بر محدودیت محیطی غلبه کند.
دماسنج با نشاندهی سیستم فشار گاز
در این نوع دماسنج تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار گاز پر شده میگردد و بدینوسیله دما نشان داده می‌شود. گاز پرشده در این دماسنج باید گازی بی‌اثر باشد چراکه این گازها بیشترین انرژی یونیزاسیون را دارند؛ همچنین در این گازها الکترونگاتیوی و نقطه ذوب و جوش پایین است. در بین این گازها هلیوم کمترین نقطه ذوب را دارد. از این رو گاز پر شده باید گازی بی‌اثر نظیر هلیوم یا نیتروژن باشد.
هنگام انتخاب گیج دمای actuated، باید چندین نکته را در نظر گرفت، از جمله:
- مواد در لوله - گاز یا مایع
- مواد لوله - شیشه یا فلز
- سطح مایع یا گاز در لوله
| پرشده از |
رنج دما |
مقیاس خطی |
مزایا |
معایب |
| مایع |
از 87- الی 371+ درجه سانتیگراد. زمان پاسخگویی 6 الی 7 ثانیه. |
به جز دما های پایین خطی می باشد. |
اندازه بالب کوچکتر. دهانه ی باریکتر ؛ هزینه ی کمتر. |
کپیلاری کوچکتر و مشکل در جبرانسازی |
| بخار |
و زمان پاسخگویی 4-5 ثانیه به جز هنگام عبور از دمای محیط . بالاتر از محیط به 343 و پایینتر از محیط به 184- درجه سانتیگراد. |
تقسیمات دما با افزایش دما ، افزایش می یابد. |
کپیلاری با طول بلند تر میسر می باشد . جبران دمای محیط نیاز نیست . سرعت بالا. |
مقیاس غیر خطی . از طریق دمای محیز مهیا ساختن آن سخت است . ظرفیت اور رنج ندارد. |
| گاز |
از منفی 268 الی 760+ درجه سانتیگراد و زمان پاسخگویی 4 الی 7 ثانیه |
به جز دما های پایین خطی می باشد. |
بزرگترین میزان اور رنج و بیشترین دامنه دما. |
بزرگترین سایز بالب و نیاز به بزرگترین سایز دهانه ها و کمترین قدرت برای کنترل |
3- گیج دما دیجیتال
گیج دما دیجیتال دما را با استفاده از یک مدار الکترونیکی اندازه‌گیری می‌کند. اطلاعاتی که آنها ضبط می‌کنند به یک ریز تراشه ارسال می‌شود که آن را پردازش کرده و به صورت عددی بر روی صفحه نمایش خود نشان می‌دهد. استفاده از آنها آسان، سریع و دقیق است. این وسیله هم برای اندازه‌گیری نرمال در فیلد و هم در سیستم‌های کالیبراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. گیج دما دیجیتال قابلیت نمایش دما در رنج های مختلف را دارند. نحوه اتصال پراب دما به گیج به صورت اتصال از عقب، زیر و تلسکوپی می‌باشد، که در زیر تصویر هریک درج شده است.
محیط عملیاتی
محیط عملیاتی معیار مهمی است که باید هنگام انتخاب گیج دما در نظر گرفت. چنین معیارهایی عبارتند از:
- دمای عملیاتی
- حداکثر شوک
- حداکثر ارتعاش
- آب و هوا
- رطوبت
- پاکسازی