سواء كنت تبحث عن ملف جهاز استشعار درجة الحرارة لمنزلك أو عملك ، هناك عدة أنواع مختلفة للاختيار من بينها. وهي تتراوح من موازين الحرارة المقاومة إلى أجهزة استشعار درجة الحرارة وأجهزة الثرمستورات.
ميزان الحرارة المقاومة
تتوفر العديد من أشكال موازين الحرارة المقاومة ، ولكل منها خصائصها الفريدة. تقيس هذه الأجهزة درجة الحرارة باستخدام المقاومة الكهربائية. موازين الحرارة المقاومة أكثر استقرارًا ودقة من المزدوجات الحرارية. يمكن استخدامها أيضًا لقياس درجة الحرارة عند درجات حرارة منخفضة جدًا.
يتضمن أبسط تصميم للدائرة سلكين متساويين في الطول. السلكان متصلان ببعضهما البعض بسلك. ثم استخدم المقاومة في الخيوط لحساب المقاومة في الدائرة. يعتمد هذا الحساب على حقيقة أن جميع المعادن تطور مقاومة كهربائية عندما تتغير درجة حرارتها.
لهذا السبب ، عادة ما يتم تصميم موازين الحرارة المقاومة المستخدمة كأجهزة استشعار لدرجة الحرارة لتكون مستقرة قدر الإمكان. يمكن تحسين دقة القياس باستخدام الدوائر التي تتضمن دوائر نشطة ذات ردود فعل إيجابية. بهذه الطريقة ، يتم تقليل مقاومة الأسلاك الموصلة. ومع ذلك ، فإن هذا لا يزيل تأثير مقاومة الموصل.
يستخدم مقياس الحرارة الأكثر شيوعًا لمقاومة مستشعر درجة الحرارة البلاتين كعنصر مقاوم. وهي متوفرة في شكل غشاء رقيق أو سميك. يتمتع البلاتين باستقرار طويل الأمد ومقاومة عالية للتآكل. كما أنها ليست باهظة الثمن.
تستخدم موازين الحرارة الأخرى المقاومة لأجهزة استشعار درجة الحرارة سبائك النيكل أو النحاس. هذه مفيدة لقياس درجة حرارة الهندسة المبردة. ومع ذلك ، قد يكون لديهم قيود في تطبيقات درجات الحرارة العالية. يستخدم PT100 في المفاعلات النووية لقياس درجة الحرارة بدقة. وهي متوفرة أيضًا بقيم مقاومة أخرى.
أهم ميزة لاستخدام موازين الحرارة المقاومة البلاتينية هي قدرتها على قياس درجة الحرارة بدقة. تزداد مقاومة ترمومتر المقاومة مع زيادة درجة الحرارة. يتم قياسه عن طريق تمرير تيار عبر سلك مقاوم. يتم بعد ذلك تحويل الجهد عبر سلك المقاومة إلى درجة حرارة باستخدام معادلة المعايرة. تتم هذه المعايرة بمساعدة مقياس الفولتميتر.
تأتي موازين الحرارة المقاومة لأجهزة استشعار درجة الحرارة أيضًا بأشكال وأحجام مختلفة. يتم توفيرها عادة كمجسات. قد يختلف حجمها وشكلها وكذلك ديناميكياتها. يمكن أن يؤثر شكل وحجم المسبار على الخصائص الديناميكية لميزان الحرارة.
الثرمستور
تُستخدم مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار درجة الحرارة في تطبيقات مختلفة. توجد في الأجهزة الاستهلاكية والسيارات والأجهزة المنزلية والتطبيقات العلمية والمخبرية والمعدات الطبية. بعض مستشعرات درجة الحرارة الأكثر شيوعًا هي المزدوجات الحرارية والثرمستورات.
المزدوجات الحرارية عبارة عن مستشعرات مقاومة ثنائية الأطراف مصنوعة من أشباه الموصلات الخزفية أو أكاسيد المعادن. فهي تعمل بالطاقة الذاتية ولديها أوقات استجابة سريعة. إنها أجهزة استشعار درجة الحرارة الأكثر استخدامًا ويمكن العثور عليها في المختبرات العلمية وتطبيقات المستهلك وتطبيقات السيارات.
تشبه الثرمستورات أجهزة RTD من حيث أنها صغيرة وغير مكلفة ومتينة. يأتون في العديد من الأشكال والأنماط. إنها خيار شائع للتطبيقات التي تتطلب قياس درجة الحرارة في حدود 50 درجة مئوية من درجة الحرارة المستهدفة. الثرمستورات أقل دقة وتتطلب تصحيحًا للبيانات أكثر من المزدوجات الحرارية.
تحتوي الترمستورات على العديد من التطبيقات ويمكن استخدامها للحد من تيارات التدفق العالية أو التحكم في التيار أو الحد من الفولتية العالية. تأتي في مجموعة متنوعة من التكوينات ، بما في ذلك التركيب على السطح ، والسلكين ، والالتصاق الذاتي. وهي متوفرة أيضًا في مجموعة متنوعة من العبوات بما في ذلك أغطية عناصر الأقفاص البلاستيكية بالإضافة إلى الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ.
تستخدم الثرمستورات بشكل شائع في تطبيقات السيارات بما في ذلك درجة حرارة خزان الوقود ودرجة حرارة غاز العادم وقياس درجة حرارة المحرك. كما أنها تستخدم في التطبيقات الطبية بما في ذلك أنابيب تدفق أجهزة التنفس الصناعي ومراقبة درجة حرارة سائل الغسالة.
تستخدم الثرمستورات أيضًا في صناعة الأغذية والمشروبات. يتم استخدامها في دوائر التحكم في الطابعة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة. كما أنها تستخدم في الطابعات ثلاثية الأبعاد لمراقبة توليد الحرارة. كما أنها تستخدم في التطبيقات الصناعية. تأتي مع رقائق أو قضبان مغطاة بالزجاج لمنع التآكل. وهي متوفرة أيضًا بطلاء إيبوكسي لدرجات حرارة منخفضة.
هناك نوعان رئيسيان من الثرمستورات: الثرمستورات NTC والثرمستورات PTC. الثرمستورات NTC لها علاقة غير خطية بين المقاومة ودرجة الحرارة. عادة ما تكون مصنوعة من الحديد والنيكل والكوبالت. الثرمستورات NTC متوفرة في مجموعة متنوعة من الأنماط ، بما في ذلك التثبيت على السطح ، أو السلكين ، أو اللصق الذاتي. تُستخدم هذه الثرمستورات لقياس درجة الحرارة في مجموعة متنوعة من التطبيقات ويمكن أن تحقق الدقة من 0 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية.
منظم الحراره
يمكن أن يؤدي استخدام مستشعر درجة الحرارة في منظم الحرارة إلى تحسين الراحة في أي غرفة. قد يكونون قادرين على تقليل كمية التبريد والتدفئة اللازمة عندما لا تكون الغرفة قيد الاستخدام. هذا أيضًا يوفر تكاليف الطاقة.
أفضل أجهزة استشعار درجة الحرارة قادرة على إعطائك ملاحظات حول كيفية تغيير جداول التدفئة والتبريد. على سبيل المثال ، إذا كنت بعيدًا عن المنزل وهناك بقعة باردة في منزلك ، فسيخبرك منظم الحرارة الذكي بالتصرف. يمكن أن يغلق منظم الحرارة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
ليس من غير المألوف أن تكون إحدى الغرف حارة في الصيف وأخرى باردة في الشتاء. إذا وصلت درجة الحرارة في إحدى الغرف إلى درجة الحرارة الموصى بها ، فقد تتمكن فتحة التهوية الذكية أو سخان الفضاء من تعويض منظم الحرارة في غرفة أخرى.
مستشعر درجة الحرارة الذكي قادر على إرسال قراءة صغيرة لدرجة الحرارة إلى منظم الحرارة الذكي ، مما يمنحك قراءة في الوقت الفعلي لدرجة الحرارة في غرفتك. يمكن لهذه الأجهزة أيضًا قياس الرطوبة ويمكنها عرض درجة الحرارة بعدة طرق. اعتمادًا على المستشعر ، قد يتم إرسال البيانات إلى منظم الحرارة الرئيسي أو معدات أخرى.
يمكن أيضًا ضبط منظم الحرارة لإرسال إشعار دفع إلى هاتفك عندما تصل درجة الحرارة إلى مستوى معين. قد ترغب في التفكير في إعداد اتصال بالإنترنت لجهاز الاستشعار الخاص بك ، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين دقة البيانات التي يوفرها.
قد ترغب في التفكير في تثبيت مستشعر متعدد الوظائف لتوسيع وظائف منظم الحرارة الخاص بك. تراقب هذه الأجهزة الرطوبة والحركة ، من بين جوانب أخرى في منزلك. قد ترغب أيضًا في التفكير في نظام متصل بالإنترنت لمساعدتك في تحديد أفضل مكان لجهاز استشعار درجة الحرارة.
يتيح استخدام مستشعر الحرارة الذكي أقصى درجات الراحة في منزلك. يمكنهم أيضًا مساعدتك في تحديد درجة الحرارة المثالية لغرفة طفلك. هذه غير مكلفة وتمنحك مزيدًا من التحكم في مناطق منزلك التي هي في أمس الحاجة إليها.
مستشعر درجة حرارة الاتصال
تتوفر عدة أنواع من مستشعرات درجة حرارة التلامس لقياس درجة الحرارة. وتشمل هذه المزدوجات الحرارية ، والثرمستورات ، وكاشفات درجة حرارة المقاومة (RTDs). تستخدم هذه الأجهزة بشكل شائع مع السوائل والغازات والمواد الصلبة.
لاستخدام هذه الأجهزة بشكل فعال ، يجب على المهندسين فهم معلمات الأداء الخاصة بهم. من بين هذه المعلمات ، الأهم هو موضع المستشعر. إن قرب المستشعر من المادة التي يتم تسخينها مهم أيضًا للتحكم في درجة الحرارة.
المزدوجات الحرارية رخيصة نسبيًا ويسهل التعامل معها. يقيسون درجة حرارة الوسط باستخدام التيار ومستويات المقاومة. لديهم موصلات موحدة ويسهل استبدالها. لديهم نطاق أطوال موجية واسع نسبيًا ، مما يمكنهم من قياس درجات الحرارة من بضع درجات مئوية إلى بضع درجات فهرنهايت.
من ناحية أخرى ، لا يوجد أي اتصال بين مستشعرات درجة الحرارة غير المتصلة بالجسم الذي يتم قياسه. تعمل هذه الأجهزة وفقًا لقانون بلانك للإشعاع الحراري. يتم استخدامها لقياس حرارة السوائل من خلال مراقبة الإشعاع الحراري من مصدر الحرارة في السائل. يمكن استخدامها أيضًا لمراقبة تدفق الطاقة المشعة المنبعثة من الغازات. غالبًا ما تستخدم في البيئات الخطرة.
تستخدم مستشعرات درجة الحرارة في العديد من التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك مراقبة التسربات في الهياكل الخرسانية الجماعية. كما أنها تستخدم للكشف عن درجة حرارة السوائل في أنظمة المحرك. كما أنها تستخدم في المراقبة الجيوتقنية لقياس حرارة ترطيب الهياكل الخرسانية الضخمة.
يمكن أيضًا استخدام مستشعرات درجة الحرارة غير المتلامسة لمراقبة تدفق المياه الجوفية. عادة ما تكون هذه منشآت ثابتة ، ولكن يمكن أيضًا أن تعمل بالبطارية ومحمولة. يمكن استخدامها أيضًا عبر الإنترنت في تطبيقات مراقبة العمليات. يمكن استخدامها أيضًا لقياس درجة حرارة السوائل التي تنبعث منها طاقة مشعة.
للحصول على دقة جيدة ، من المهم إجراء قراءات متعددة. تعد مستشعرات درجة حرارة التلامس هي الأنسب لتطبيقات المراقبة المستمرة ، بينما يمكن استخدام مستشعرات درجة الحرارة غير المتلامسة للقياسات لمرة واحدة. ومع ذلك ، غالبًا ما تكون الطريقة اللاتلامسية أكثر ملاءمة.
عادة ما يتم تغليف مستشعرات درجة حرارة التلامس في وحدة حرارية لمنع أفراد الصيانة من لمس المستشعر. تحتوي هذه المستشعرات أيضًا على نسبة بصرية 20: 1 ، مما يجعلها حساسة للغاية.
دوار زجاجي من الستانلس ستيل
دوار زجاجي من الستانلس ستيل
