کاربردهای اصلی دماسنج های دو فلزی در صنعت چیست؟

بررسی اجمالی: دماسنج های دو فلزی چیست؟

دماسنج دو فلزی دستگاه‌های مکانیکی هستند که دما را با استفاده از انبساط تفاضلی دو فلز متصل با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت اندازه‌گیری می‌کنند. آنها تغییرات دما را به حرکت چرخشی یا خطی تبدیل می کنند که معمولاً روی صفحه نمایش داده می شود. از آنجایی که دماسنج‌های دو فلزی نیازی به نیروی خارجی ندارند، قوی هستند و نصب و خوانایی ساده را ارائه می‌دهند، دماسنج‌های دو فلزی به طور گسترده در بسیاری از محیط‌های صنعتی که سادگی، قابلیت اطمینان و هزینه کم اولویت هستند، استفاده می‌شوند.

دماسنج های دو فلزی چگونه کار می کنند (اصل)

عنصر حسگر دماسنج دو فلزی معمولاً یک نوار یا سیم پیچی است که از دو فلز به هم چسبیده ساخته شده است. هنگامی که دما تغییر می کند، فلزات با سرعت های مختلف منبسط می شوند و باعث خم شدن یا پیچ خوردن نوار یا سیم پیچ می شوند. این جابجایی مکانیکی از طریق چرخ دنده به یک اشاره گر روی یک صفحه کالیبره شده یا به خروجی مکانیکی دیگر منتقل می شود. دو پیکربندی عنصر مشترک وجود دارد:

عناصر نواری

عناصر نواری صاف هستند و متناسب با دما خم می شوند. آنها اغلب زمانی استفاده می شوند که پاسخ خطی و فرم فشرده مورد نیاز باشد، برای اندازه گیری دمای سطح یا هوا.

عناصر سیم پیچ

عناصر سیم پیچ (spiral or helix) amplify movement in a compact space and are commonly found inside dial thermometers used for liquid or gaseous media. The coil unwinds or tightens, rotating the pointer with predictable, repeatable motion.

کاربردهای صنعتی اولیه

دماسنج‌های دو فلزی در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند که در آن استحکام و کارکرد بدون انرژی الکتریکی مفید است. در زیر زمینه های کاربردی اصلی با جزئیات عملی در مورد نحوه استقرار آنها و چرایی انتخاب آنها نسبت به سایر فناوری های حسگر آورده شده است.

تهویه مطبوع و خدمات ساختمان

در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع، دماسنج های دو فلزی برای نظارت بر دمای مجرای هوا، دمای آب تامین/بازگشت و دمای اتاق محیط استفاده می شود. صفحه‌های نصب آسان دیواری یا کانالی و خواندن مستقیم آن‌ها را برای تکنسین‌های صحرایی و بررسی‌های لغو اتوماسیون ساختمان مناسب می‌سازد. الزامات دقت معمولی متوسط ​​(±1-2 درجه سانتیگراد) است که واحدهای دو فلزی به طور معمول با هزینه کم برآورده می شوند.

سیستم های تولید برق و بویلر

بویلرها، سیستم های آب تغذیه و خطوط بخار اغلب از دماسنج های دو فلزی برای نشان دادن محلی دما استفاده می کنند. طراحی مکانیکی قوی آنها ارتعاش، محدوده دمایی گسترده و شوک های فشاری گاه به گاه را تحمل می کند. تاسیسات متداول شامل دماسنج های فلنجی بر روی هدرهای بخار و پروب های درون جیبی برای مخازن آب تغذیه می باشد.

پتروشیمی، نفت و گاز

در کارخانه‌ها و پالایشگاه‌های پتروشیمی، دماسنج‌های دو فلزی برای نظارت بر محیط، دمای پوشش خط لوله و نقاط فرآیند غیر بحرانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها در نصب در فضای باز بادوام هستند و در بسیاری از پیکربندی ها ذاتا ایمن هستند زیرا فاقد مدارهای الکتریکی هستند. برای مناطق خطرناک، محفظه های ضد انفجار و مواد مناسب برای رعایت استانداردهای ایمنی انتخاب می شوند.

تولید مواد غذایی و آشامیدنی و دارویی

خطوط فرآوری، پاستوریزه ها و مخازن ذخیره سازی نیاز به بررسی دمای قابل اعتماد دارند. دماسنج های دو فلزی برای نشان دادن ثانویه/محلی در مواردی که حسگرهای الکترونیکی غیر ضروری هستند یا به عنوان بررسی های اضافی برای تأیید سنسورهای دیجیتال استفاده می شود. پروب های فولادی ضد زنگ و اتصالات بهداشتی معمولاً برای رعایت پروتکل های نظافت و بهداشت مشخص می شوند.

تولید، عملیات حرارتی و کوره

برای اجاق‌ها، خشک‌کن‌های صنعتی، و برخی فرآیندهای عملیات حرارتی، دماسنج‌های دو فلزی نظارت مستقیمی بر دمای هوا یا سطح دارند. در حالی که انتخابی برای کنترل فرآیند دقیق نیستند، اما برای تأیید نقطه تنظیم، بررسی های تعمیر و نگهداری و قفل های ایمنی در جایی که یک نشان مکانیکی ساده کافی است مفید هستند.

معیارهای انتخاب: انتخاب دماسنج دو فلزی مناسب

انتخاب ابزار صحیح مستلزم در نظر گرفتن محدوده دمای عملیاتی، دقت، سبک نصب، اتصال فرآیند، طول و قطر پروب، سازگاری مواد و شرایط محیطی مانند ارتعاش یا جوهای خورنده است. عوامل مهم عبارتند از:

• محدوده دما و دقت مورد نیاز (استاندارد ± 1-2 درجه سانتیگراد؛ واحدهای تخصصی فشرده تر).
• درج در مقابل نصب روی سطح - جیب ها و ترموول ها از عنصر برای غوطه ور شدن در سیالات پرفشار یا خورنده محافظت می کنند.
• مصالح ساختمانی مانند فولاد ضد زنگ یا Hastelloy برای مقاومت شیمیایی.
• اندازه صفحه و خوانایی برای نشان دادن از راه دور یا محلی.
• الزامات انطباق - محفظه های ضد انفجار، اتصالات بهداشتی یا استانداردهای صنعتی.

نصب، کالیبراسیون و نگهداری

نصب مناسب و کالیبراسیون دوره ای دقت را حفظ کرده و عمر سرویس را افزایش می دهد. روش‌های معمول شامل نصب دماسنج در یک ترموول مناسب برای سیالات تحت فشار، اجتناب از قرار گرفتن در معرض مستقیم اختلالات جریان است که باعث قرائت نامنظم می‌شود، و انتخاب عمق غوطه‌وری پروب با توجه به هندسه فرآیند. فواصل کالیبراسیون به بحرانی بودن بستگی دارد - بررسی های سالانه برای نقاط غیر بحرانی رایج است، در حالی که فرآیندهای بحرانی ممکن است نیاز به تأیید مکرر داشته باشند.

نکات کالیبراسیون میدان

کالیبراسیون را می توان با استفاده از یک حمام یخ (0 درجه سانتی گراد) و یک کالیبراتور روغن با دمای کنترل شده یا بلوک خشک انجام داد. برای دماسنج های شماره گیری، صفر کردن نشانگر و بررسی فاصله در یک یا چند نقطه به تأیید خطی بودن کمک می کند. مستندسازی تاریخچه تعدیل برای قابلیت ردیابی در صنایع تحت نظارت مهم است.

مزایا و محدودیت ها

دماسنج های دو فلزی چندین مزیت دارند: آنها ذاتا ساده، بدون انرژی، کم هزینه، تحمل حمل خشن هستند و نشانه های بصری فوری را ارائه می دهند. با این حال، آنها محدودیت هایی دارند: دقت متوسط ​​در مقایسه با RTD ها یا ترموکوپل ها، زمان پاسخ آهسته تر، و رانش بالقوه در دوره های بسیار طولانی یا چرخه دمای شدید. در حلقه‌های کنترل دقیق و برنامه‌های ثبت اطلاعات، سنسورهای الکترونیکی معمولاً از دستگاه‌های دو فلزی بهتر عمل می‌کنند.

مقایسه موارد عملی (جدول)

بهترین روش ها و عیب یابی

برای به حداکثر رساندن قابلیت اطمینان: محدوده و طول ساقه مناسب را انتخاب کنید، عنصر را با ترموول برای اعمال فشار محافظت کنید، از نصب در جایی که حرارت تابشی مستقیم خوانش را منحرف می‌کند، اجتناب کنید و بررسی‌های معمول را برنامه‌ریزی کنید. اگر خوانش‌ها منحرف می‌شوند یا غیرخطی می‌شوند، اتصال مکانیکی در حرکت، خوردگی عنصر حسگر یا آسیب ناشی از دماهای بیش از حد را بررسی کنید.

نتیجه گیری: چه زمانی دماسنج های دو فلزی را انتخاب کنید

دماسنج های دو فلزی برای نشان دادن موضعی در نقاط کنترل غیر بحرانی، محیط هایی که الکتریسیته نامطلوب است، و جایی که به یک راه حل بادوام و کم هزینه نیاز است، ایده آل هستند. آنها همچنان یک انتخاب عملی در HVAC، بویلرها، نظارت ثانویه پتروشیمی، تهیه نسخه پشتیبان از پردازش مواد غذایی و بسیاری از تنظیمات تولیدی هستند. برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا، پاسخ سریع یا یکپارچه سازی دیجیتال دارند، مکمل واحدهای دو فلزی با RTD، ترموکوپل یا حسگرهای الکترونیکی را در نظر بگیرید و در عین حال ابزارهای دو فلزی را برای بررسی افزونگی و بصری حفظ کنید.