آشنایی با دماسنج وکاربرد آن در صنعت

درباره آشنایی با دماسنج وکاربرد آن در صنعت بیشتر بدانید ...

آشنایی با دماسنج وکاربرد آن در صنعت

Trading with a thermometer and its application in industry

دماسنج (thermometer ):

دماسنج ها ابزاري هستند كه براي اندازه گيري دما مورد استفاده قرار مي گيرند. دماسنج ها بر اساس خواص متفاوتي كار مي كنند. هر كدام از اين خواص را يك « کمیت دماسنجی» مي نامند: مانند حجم يا ارتفاع يك مايع(در دماسنج هاي معمولي)، فشار يك گاز در حجم ثابت و يا حجم يك گاز در فشار ثابت(در دماسنج گازي)، مقاومت الکتريکي يك سيم (در دماسنج مقاومتي)، جريان الکتريکي در يك اتصال دوفلزي(در دماسنج هاي ترموكوپل)، رنگ نوررشته يك لامپ (در تَف سنج ها) و …

دماسنج انبساطي( expansion thermometer) :
دماسنج انبساطي از يك لوله باريك با مخزني به شکل كره يا استوانه تشکيل شده است كه درون آن با مايع مناسبي مثل جيوه يا الکل پر شده است. مايع دماسنجي در اثر گرما منبسط شده و سطح آن درون لوله بالا مي رود. جداره مخزن دماسنج را معمولاً بسيار نازک مي سازند تا تبادل گرما بين مايع دماسنجي با محيط بيرون به آساني و به سرعت انجام شود. مي توان توضيح داد كه هر چه لوله دماسنج باريك تر، ضخامت ديواره مخزن آن نازک تر و حجم مخزن و مايع درون دماسنج بيشتر باشد، دماسنج دقيق تر است. (چرا؟)

دماسنج گازي(gas thermometer ):

در اين دماسنج مقداري گاز در مخزني با حجم ثابت قرار دارد و فشار آن توسط يك فشارسنج مرتباً در حال اندازه گيري و كنترل است. با افزايش دماي گاز، فشار آن نيز افزايش مي يابد. اگر اين دماسنج به طرز مناسبي مدرج گردد، با اندازه گيري فشار در هر لحظه، مي توان به مقدار دما در آن لحظه پي برد.

تَف سنج نوري( pyrometer ):

براى اندازه گيرى دماهاى بالاتر از گستره دمايي دماسنج هاي ترموكوپل مانند دماي كوره هاي ذوب فلزات از دماسنج هاي غيرتماسي نظير تف سنج يا آذرسنج استفاده مي شود. اين وسيله از يك تلسکوپ مخصوص ساخته شده است كه در آن يك لامپ رشته اي كوچك و يك فيلتر قرمز رنگ وجود دارد. براي استفاده از تف سنج، آن را به طرف كوره يا هر جسم ديگري كه هدف، اندازه گيري دماي آن است، نشانه مي گيرند و از پشت تلسکوپ به آن جسم نگاه مي كنند. در ابتدا رشته تيره لامپ بر روي زمينه روشن كوره مشاهده مي شود، اما در اثر عبور جريان برق از درون رشته لامپ و تنظيم آن به وسيله تغيير پيچ رئوستا، كه در شکل نشان داده نشده است، روشنايي رشته با روشنايي زمينه برابر و رشته از ديد ناظر ناپديد مي شود. با درجه بندي مناسب اين نوع دماسنج مي توان از آن براي اندازه گيري دماهاي بسيار زياد بدون نياز به تماس مستقيم استفاده كرد.

دماسنج ترموکوپل (thermocouple thermometer)

دماسنجی است كه برمبناي پديده ترموالکتريك كار مي كند. طبق اين پديده، اگر دو سر دو سيم نازک غير هم جنس (مثلاً مس و آهن)را به يکديگر وصل كنيم و دو انتهاي ديگر را به يك ميلي آمپرسنج ببنديم، با گرم كردن نقطه مشترک دو سيم، در مدار جريان الکتريکي به وجود مي آيد كه اندازه آن غير از مقاومت مدار و جنس سيم ها به دماي انتهاي مشترک آن ها بستگي دارد.
براي اندازه گيري دقيق تر دما مي توان دو ميله فلزي غيرهم جنس را از يك سر به هم جوش داد و يك انتهاي مجموعه را به يك دماي ثابت(مثلاً دماي صفر درجه مخلوط آب و يخ در حال تعادل) و انتهاي ديگر را به دماي مجهول مورد نظر وصل كرد.

دماسنج پزشکی (clinical thermometer)

در اين نوع دماسنج، گستره دماهاي موجود، فقط از۳۵ درجه سانتی گراد تا ۴۲ درجه سانتی گراد است. با اين حال اندازه گيري دما توسط اين دماسنج به علت باريك تر بودن لوله، ذره بيني بودن جدار شيشه اي آن وتقسيم بندي هاي ريز آن، دقيق تر است. اين دماسنج دما را تا دقت ۰/۱ درجه سانتی گراد اندازه مي گيرد. همچنين در بالاي مخزن دماسنج پزشکي، خميدگي باريکي در لوله دماسنج ايجاد شده است تا جيوه پس از جداشدن دماسنج از بدن بيمار و انقباض ناگهاني، به درون مخزن برنگردد.

دماسنج گوشي( ear thermometer ):

دماسنج هاي درون گوشي طوري طراحي شده اند كه يك حس گر(سنسور) كوچك پيزو الکتريك تابش فروسرخ را كه از پرده صماخ درون گوش گسيل مي شود، دريافت كند. با قرار دادن اين نوع دماسنج در گوش در كمتر از ۱ ثانيه دماي گوش دروني كه برآورد خوبي از دماي بدن به دست ميدهد، قابل اندازه گيري است.

انواع دماسنج های مورد استفاده در هواشناسی
-دماسنج معمولی استاندارد(Thermometer)
این دماسنج یک لوله بسیار باریک شیشه ای مسدود است که در انتهای آن محفظه ای تعبیه و از جیوه یا الکل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء کامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مایع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پایین رفتن مایع در داخل مخزن شیشه ای می شود، با مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددی که روی بدنه شیشه نوشته شده است دمای هوا در آن لحظه مشخص می شود.

-دماسنج حداکثر (Maximum Thermometer)
اغلب نیاز است علاوه بر دمای معمولی هوا حداکثر دمایی که در طول یک دوره معین مثلاً یک شبانه روز اتفاق افتاده است نیز اندازه گیری و تثبیت شود به این منظور از دماسنج حداکثر استفاده می کنند. این نوع دماسنج با یک تفاوت جزیی تقریبا مشابه دماسنج های معمولی است به این صورت که لوله مویین آن در محلی که به مخزن منتهی می شود بسیار باریک شده است. هنگامی که دما زیاد می شود جیوه داخل مخزن منبسط شده و نیروی حاصل می تواند باعث راندن جیوه از داخل مجرای باریک بالای مخزن به قسمت بالای لوله گردد به این ترتیب ارتفاع جیوه در داخل مخزن بالا می رود و با کاهش دما مایع داخل مخزن منقبض می شود ولی باریک بودن لوله از برگشت مایع به داخل مخزن جلوگیری می کند و سطح مایع در داخل لوله در محلی که بالاترین دمای قبلی اتفاق افتاده است باقی می ماند بنابراین سطح فوقانی جیوه نشان دهنده حداکثر دمای اتفاق افتاده است.

-دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
دماسنج های حداقل برای تثبیت پایین ترین دمای اتفاق افتاده در یک دوره معین به کار می رود دماسنج های حداقل مشابه دماسنج های معمولی است با این تفاوت که مایع داخل مخزن این نوع دماسنج به جای جیوه از مایعات رقیق تر مانند الکل استفاده می شود. به علاوه در داخل لوله مویین یک سوزن شیشه ای که دو سر آن گرد می باشد رها گردیده که به عنوان شاخص از آن استفاده می شود، وقتی دمای هوا کاهش می یابد با انقباض مایع سطح بالای الکل در داخل لوله مویین با اعمال نیروی کشش سطحی شاخص سوزنی را نیز به طرف پایین مخزن حرکت می دهد با افزایش دما مجدداً الکل در داخل لوله مویین از اطراف سوزن عبور کرده و به طرف بالا صعود می کند اما سوزن در پایین ترین محلی که قبلا در اثر کشش سطحی پایین آمده بود باقی می ماند. بنابراین قسمت بالایی شاخص شیشه ای پایین ترین دمایی را که اتفاق افتاده است نشان می دهد در حالی که انتهای سطح الکل در بالای لوله دمای لحظه ای هوا را نشان میدهد.

–دماسنج حداقل – حداکثر(Max- Thermometer)
این دماسنج ترکیبی از دو دماسنج حداقل و حداکثر می باشد، این دماسنج از یک لوله شیشه ای U شکل ساخته شده است که دو انتهای آن مسدود می باشد. قسمت پایینی لوله U شکل با جیوه پر شده است. علاوه بر جیوه قسمت بالایی لوله قسمت چپ به طور کامل از الکل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست که انتهای آن به صورت یک مخزن گشاد شده می باشد از الکل پر شده است و نصف دیگر آن از یک نوع گاز پر شده است. در بالاترین سطح جیوه و در داخل الکل در هر دو ستون شاخص های شیشه ای رنگی که یک سوزن در وسط آن تعبیه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جیوه بالا و پایین می رود. بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دمای حداقل و بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت راست بالا رفته دمای حداکثر را نشان می دهد.