بررسی انواع ترمومتر Thermometer

در ابتدا نگاهی مختصر به تاریخچه ی دماسنج‌ها و نحوه کار آن‌ها می‌اندازیم. در ادامه با دیجی اسپارک همراه باشید. نخستین دماسنج واقعی در سال ۱۵۹۲ توسط گالیله درست شد. گالیله برای این منظور یک بطری شیشه‌ای گردن باریک انتخاب کرده بود. وسیله گالیله مقیاسی صحیح برای سنجش دما نبود به طوری که دستگاه او بیشتر جنبه ی دما نما داشت.

تعریف دما سنج

از یک لوله شیشه ای که دو طرف آن بسته و در قسمت پایین آن مخزنی پر از جیوه یا الکل تعبیه شده است تشکیل می گردد برای مدرج ساختن آن ، ترمومترهای جیوه ای را در ظرف بخار آبی در کنار دریا که در حال جوش است  قرار میدهند، جیوه بر اساس خاصیت انبساط اجسام در مقابل حرارت در لوله بالا میرود ودر نقطه ای که توقف می کند آن نقطه را با عدد ۱۰۰ علامت می گذارند. سپس مخزن جیوه را در خرده یخ در حال گداز می گذارند. جیوه از لوله پائین می آید و در نقطه ای متوقف می شود که آن را، نقطه ی صفر علامت می گزارند. آنگاه میان این دو رقم را با اعداد دیگر درجه بندی نموده که هر قسمت را یک درجه می نامند. و اینگونه ترمومترها که به صد درجه تقسیم شده اند ترمومتر سانتی گراد نام دارند.

محدوده ی کاری دما سنج

باید توجه داشت که با ترمومترهای جیوه ای نمی توان سرماهای کمتراز ۳۵ درجه زیر صفر را اندازه گیری کرد زیرا جیوه در ۳۹ – درجه سانتی گراد منجمد میشود. از این روی برای اندازه گیری سرماهای شدید از ترمومترهای الکلی استفاده می کنند زیرا الکل در دمای ۱۲۰- درجه سانتی گراد مایع است و بالعکس در ۷۸ درجه سانتی گراد به جوش می آید از این رو ترمومتر ماگزیما و منیما را بطور مرکب به کار می برند که از الکل و جیوه تشکیل شده است.

ترمومتر پزشکی

این گرماسنج جهت اندازه گرفتن حرارت بدن به کار می رود و چون حد متوسط حرارت بدن انسان ۳۷ درجه سانتی گراد (۵/۹۸ درجه فارنهایت ) است در ترمومترهای پزشکی بر اساس سانتیگراد بین ۳۳ تا ۴۲ درجه بندی می شود.

پیرومتر یا ترموالکتریک

این ترمومتر در صنایع به کار می رود روش کارش اینگونه است که اگر فصل مشترک دو سیم فلزی مختلف را حرارت دهیم جریان برق در آنها برقرار میشود و بوسیله یک «میلی آمپرمتر» دقیق میتوان ثابت کرد که هرچه درجه حرارت زیادتر شود شدت جریان حاصل نیز بیشتر خواهد شد و با اندازه گرفتن شدت جریان درجه حرارت را معلوم میسازند.

دما سنج گازی

جنس ، ساختمان ، و ابعاد دماسنج در مکان های مختلف که این دستگاه را به کار می‌برند. تفاوت دارد و به طبیعت گاز و گستره دمایی که دماسنج برای آن در نظر گرفته شده است، بستگی دارد. این دماسنج شامل حبابی از جنس شیشه ، چینی ، کوارتز ، پلاتین یا پلاتین ـ ایریدیم.

دماسنج مایعی

این نوع دماسنج یکی از رایج ترین انواع دماسنج‌های مورد استفاد درصنعت و غیره می باشد. عمدتا این نوع دماسنج را بعنوان دماسنجهای جیوه ای یا الکلی می شناسیم. ساختمان این نوع دماسنجها از یک مخزن مایع و یک لوله مویین تشکیل شده که مایع درون مخزن در اثر انبساط از لوله مویین بالا رفته و دمای متناسب را نشان میدهد.

دماسنج کریستال کوارتز

یک روش بسیار دقیق اندازه گیری دما که بر مبنای حساسیت فرکانس تشدید کریستال کوارتز به تغییر دما استوار است . گستره دمایی کار کرد این دستگاه از منفی ۴۰ درجه تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد ادعا شده است.

آذرسنج (Optical Pyrometer)

این نوع دماسنج که به آن دماسنج غیر تماسی هم گفته می شود ، بر پایه رنگ نور انتشار یافته از جسم بوده که در نهایت دمای جسم مورد نظر را براساس را اندازه گیری میکنیم این حقیقت که تمامی اجسام سیاه یک اندازه دمایی نور نشان خواهند داد ، نتیجه میگیریم که دامنه کاربردی این نوع دماسنج در دماهای بالای سرخ بوده و برای آهن تقریبا بالای ۵۰۰ درجه سانتی گراد می باشد.

برخی مزایای آذرسنج ها عبارتند از:

۱ اندازه گیری دماهای بالا
۲ اندازه گیری دمای اجسام دور از دسترس
۳ اندازه گیری دمای اجسام کوچک یا متحرک
۴ هیچ یک از قسمتهای دستگاه در معرض آثار مخرب گرما نیست.

دماسنج الکتریکی

این نوع دماسنج‌ها با سنسور الکتریکی کار می کنند. کاربردهای فراوانی در صنعت داشته و قادرند از دماهای پایین تا دماهای بسیار بالا را اندازه گیری نمایند. که عمدتا به صورت مقاومتی و ترموکوپل هستند.

دماسنج با مقاومت الکتریکی

دماسنج مقاومتی به صورت یک سیم بلند و ظریف است، معمولا با نام پراب سیمی مطرح می شود. در شرایط ویژه می‌توان سیم را به دور جسمی که منظور اندازه گیری دمای آن است پیچید یا در داخل آن قرار داد.

ترمیستور

ترمیستور یک وسیله نیمه رساناست که برخلاف فلزات ، دارای ضریب دمای مقاومت منفی است . بعلاوه مقاومت آن بصورت نمایی با دما تغییر می کند. ترمیستور یک وسیله بسیار حساس است و انتظار می رود که با درجه بندی مناسب ، دارای عملکرد ثابتی تا ۰٫۰۱ سانتی گراد باشد.یکی از ویژگی های جالب آن این است که می توان از آن بعنوان جبران کننده دمای مدار های الکتریکی استفاده نمود.

ترموکوپل

ترموکوپل وسیله دیگری است که برای اندازه‌ گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع دماسنج از خاصیت انبساط و انقباض اجسام جامد استفاده می‌گردد. گستره یک ترموکوپل بستگی به موادی که ترموکوپل از آن ساخته شده است دارد.گستره یک ترموکوپل پلاتنیوم ـ ایرودیوم که ۱۰ درصد پلاتینیوم دارد از صفر تا ۱۶۰۰ درجه است است. مزیت ترموکوپل در این است که بخاطر جرم کوچک ، خیلی سریع با سیستمی که اندازه‌ گیری دمای آن مورد نظر است، به حال تعادل گرمایی در می‌آید. لذا تغییرات دما به آسانی بر آن اثر می‌کند، ولی دقت دماسنج مقاومتی پلاتین را ندارد.

دماسنج انبساط سیال

این نوع دماسنج یکی از باصرفه ترین ، رایج ترین و تطبیق پذیر ترین وسایل اندازگیری دما در صنعت می باشد. با افزایش دما فشار درون حباب که می تواند محتوی مایع ، گاز یا بخار باشد ، بالا رفته و توسط فشار سنج اندازه گیری می شود. طول لوله مویین می تواند تا ۶۰ متر باشد ؛ اما این مقدار بر دقت اندازه گیری دما تاثیر گذار خواهد بود.بهترین حالت زمانی است که از لوله مویین کوتاه که به یک ترانس دوسر فشار الکتریکی متصل شده استفاده گردد.