گیج دما،گیج فشار

ترمومتر بیمتال چیست و چگونه عمل می کند

ترمومتر بیمتال یکی از پر مصرف ترین وسیله های اندازه گیری دمای سیالات مختلف در مصارف خانگی، پزشکی، صنعتی، نفت و گاز و پتروشیمی و ... می باشد که امروزه طیف وسیعی از کاربران را تحت الشعاع قرار می دهد ....

شما در حال مطالعۀ یک مقالۀ علمی می باشید برای ورود به بخش گیـج دما | تـرمـومـتــــر  مـی تـــوانیــــد از این لینک استفاده کنیــــد

فرض می کنیم فلز A در اختلاف حرارت 100 درجه 1 سانتیمتر تغییر اندازه داشته باشد. یک تکه 10 سانتیمتری از آن را در دمای صفر درجه در نظر می گیریم و سپس آن را تا دمای 100 درجۀ سانتیگراد گرم می کنیم و در نتیجه می بینیم که طول فلز به 11 سانتیمتر تغییر یافته.

همچنین فلز B را در همین شرایط با تغییر اندازۀ 1.5 سانتیمتر در نظر می گیریم. یک تکۀ 10 سانتیمتر از فلز B در همین شرایط بعد از اینکه به دمای 100 درجۀ سانتیگراد رسید طولش مساوی 11.5 سانتیمتر خواهد شد.

پس می بینیم که اگر در شرایط مساوی هردو فلز را به میزان مساوی حرارت دهیم طول یکی از آنها سریع تر از دیگری تغییر می کند.

در اینجا ما یک مکانیسم بیمتال Bimetal ساختیم.

قطعات بیمتال چه کاربردی در ترمومتر یا گیج دما دارند

از این خاصیت می توان در ساخت ترمومتر یا گیج دما به خوبی استفاده نمود.

اگر این دو فلز را به صورت خیلی نازک در نظر گرفته و به صورت دو نوار بسیار بلند آن ها را به هم بچسبانیم، می توانیم در نهایت یک فنر بیمتال ایجاد کنیم که اساس ساخت ترمومترها (گیج دما) بیمتال نیز همین فنر می باشد.

اگر ما این فنر را حرارت دهیم به صورت طبیعی باز می شود و اگر حرارت آن را کاهش دهیم به طور خودکار جمع می شود

در بیشتر موارد، در زیر و یا پشت ترمومتر یا گیج دمای بیمتال (Bimetal) یک غلاف وجود دارد که در اصل قسمتی از ترمومتر می باشد که با سیال در تماس خواهد بود و حرارت محیط را دریافت می نماید. در این قبیل دماسنج ها فنر بیمتال را درون این غلاف قرار می دهند و انتهای فنر را به انتهای غلاف فیکس می کنند. همچنین قسمت وسط و یا مرکز فنر را به یک محور متصل می نمایند که این محور از بیرون به عقربه ای که قرار است میزان حرارت را به ما نشان بدهد متصل می گردد.

با کم و زیاد شدن حرارت، فنر بیمتال شروع به چرخش به دور خود می کند و جمع و یا باز می شود. از آنجا که این پیچش به دور محور مرکزی فنر مارپیچ صورت می گیرد، لذا عقربۀ گیج را که به آن متصل است حول محورش می چرخاند.

حال کافی است فقط یک صفحۀ مندرج بسازیم و آن را پشت عقربه قرار دهیم تا درجه حرارت را به ما نشان دهد. این را هم در نظر داشته باشیم که به صورت های مختلفی می توان این مکانیسم یا المان بیمتال را به زبان بصری برای بیننده ترجمه کرد ولی چیزی که گفتیم ساده ترین و عمومی ترین روش برای آن بود.

البته می دانیم که تنظیم طول فنر بیمتال، جنس دو فلزی که آن را تشکیل می دهند، قطر آنها، نحوۀ درجه بندی صفحه و ....

همگی نیازمند آزمون و خطاها و محاسبات بسیاری می باشد و به همین دلیل است که تکنولوژی ساخت این فنرها و به طول کلی المان بیمتال در انحصار شرکت های محدودی در جهان می باشد.