Thermo

17
Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. Πειραιά Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. Πειραιά Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Παρουσίαση για το μάθημα Συστημάτων Συλλογής Δεδομένων Παρουσίαση για το μάθημα Συστημάτων Συλλογής Δεδομένων Με θέμα: Λήψη Σημάτων – Αισθητήρια και με τίτλο: Με θέμα: Λήψη Σημάτων – Αισθητήρια και με τίτλο: Αισθητήρια Μέτρησης Θερμοκρασίας Αισθητήρια Μέτρησης Θερμοκρασίας Temperature Measurement Temperature Measurement Παπασπύρου Παπασπύρου Αλέξανδρος Αλέξανδρος AM. 41684 AM. 41684 Χειμερινό Εξάμηνο 2014 Χειμερινό Εξάμηνο 2014 Πρόκειται για τη κατηγορία αισθητηρίων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, Πρόκειται για τη κατηγορία αισθητηρίων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, με την μεγαλύτερη ποικιλία οργάνων. με την μεγαλύτερη ποικιλία οργάνων. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι Ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι απαραίτητος απαραίτητος σε πολλές εφαρμογές και γι’ αυτό σε πολλές εφαρμογές και γι’ αυτό θα προσπαθήσω να δώσω μια εικόνα του φάσματος των οργάνων που θα προσπαθήσω να δώσω μια εικόνα του φάσματος των οργάνων που χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της. χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της.

Transcript of Thermo

Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. ΠειραιάΣχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. Πειραιά

Τμήμα Μηχανικών ΑυτοματισμούΤμήμα Μηχανικών ΑυτοματισμούΠαρουσίαση για το μάθημα Συστημάτων Συλλογής ΔεδομένωνΠαρουσίαση για το μάθημα Συστημάτων Συλλογής Δεδομένων

Με θέμα: Λήψη Σημάτων – Αισθητήρια και με τίτλο: Με θέμα: Λήψη Σημάτων – Αισθητήρια και με τίτλο:

Αισθητήρια Μέτρησης ΘερμοκρασίαςΑισθητήρια Μέτρησης Θερμοκρασίας Temperature MeasurementTemperature Measurement

ΠαπασπύρουΠαπασπύρου ΑλέξανδροςΑλέξανδροςAM. 41684 AM. 41684 Χειμερινό Εξάμηνο 2014Χειμερινό Εξάμηνο 2014

Πρόκειται για τη κατηγορία αισθητηρίων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, Πρόκειται για τη κατηγορία αισθητηρίων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, με την μεγαλύτερη ποικιλία οργάνων.με την μεγαλύτερη ποικιλία οργάνων.

Ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι Ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι απαραίτητοςαπαραίτητος σε πολλές εφαρμογές και γι’ αυτό σε πολλές εφαρμογές και γι’ αυτό θα προσπαθήσω να δώσω μια εικόνα του φάσματος των οργάνων που θα προσπαθήσω να δώσω μια εικόνα του φάσματος των οργάνων που

χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της.χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της.

Η ανάπτυξη των σημερινών θερμόμετρων και οι κλίμακες θερμοκρασίας ξεκίνησαν Η ανάπτυξη των σημερινών θερμόμετρων και οι κλίμακες θερμοκρασίας ξεκίνησαν στις αρχές του 18ου αιώνα, όταν ο στις αρχές του 18ου αιώνα, όταν ο Gabriel FahrenheitGabriel Fahrenheit προσάρμοσε στο προσάρμοσε στο

θερμόμετρο τον υδράργυρο και μια κλίμακαθερμόμετρο τον υδράργυρο και μια κλίμακα

Dalencé's Thermometer 1688http://en.wikisource.org/wiki/Evolution_of_the_Thermometer

Guericke's thermometer 1592http://en.wikisource.org/wiki/Evolution_of_the_Thermometer

Οι προσπάθειες της τυποποιημένης μέτρησης της θερμοκρασίας Οι προσπάθειες της τυποποιημένης μέτρησης της θερμοκρασίας

έχουν αναφερθεί ήδη από το 170 μ.Χ. από τον έχουν αναφερθεί ήδη από το 170 μ.Χ. από τον ClaudioClaudio Γαληνός. Γαληνός.

Το σύγχρονο επιστημονικό πεδίο έχει τις ρίζες της στα έργα της Φλωρεντίας και τους επιστήμονες του 17ου αιώνα. Το σύγχρονο επιστημονικό πεδίο έχει τις ρίζες της στα έργα της Φλωρεντίας και τους επιστήμονες του 17ου αιώνα.

Οι πρ ώτες συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ονομάστηκαν thermoscopes.Οι πρ ώτες συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ονομάστηκαν thermoscopes.

Fahrenheithttp://en.wikipedia.org/wiki/Fahrenheit

Εισαγωγικά ιστορικά στοιχείαΕισαγωγικά ιστορικά στοιχείαFarenheit 1714 Farenheit 1714 Celsius 1742Celsius 1742Kelvin 1850Kelvin 1850

http://en.wikisource.org/wiki/Popular_Science_Monthly/Volume_39/September_1891/Glass-Making_V

Πώς μπορώ να μετρήσω θερμοκρασία; Πώς μπορώ να μετρήσω θερμοκρασία;

Πολλές μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας . Οι περισσότερες από Πολλές μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας . Οι περισσότερες από αυτές βασίζονται στη μέτρηση κάποια φυσική ιδιότητα ενός υλικού που ποικίλλει (αλλάζει) αυτές βασίζονται στη μέτρηση κάποια φυσική ιδιότητα ενός υλικού που ποικίλλει (αλλάζει) ανάλογα με τη θερμοκρασία. Μία από τις πιο κοινές συσκευές για τη μέτρηση της ανάλογα με τη θερμοκρασία. Μία από τις πιο κοινές συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας είναι το θερμόμετρο με υγρό ή αέριοθερμοκρασίας είναι το θερμόμετρο με υγρό ή αέριο

Η θερμοκρασία μπορεί να μετρηθεί μέσω ενός ευρέως φάσμα αισθητήρων.Η θερμοκρασία μπορεί να μετρηθεί μέσω ενός ευρέως φάσμα αισθητήρων. Όλα αυτά συνάγουν θερμοκρασίας ανιχνεύοντας κάποια αλλαγή σε ένα φυσικό Όλα αυτά συνάγουν θερμοκρασίας ανιχνεύοντας κάποια αλλαγή σε ένα φυσικό χαρακτηριστικό.χαρακτηριστικό.Κάποια είδη με τα οποία ένας μηχανικός είναι πιθανό να έρθει σε επαφή είναι: Κάποια είδη με τα οποία ένας μηχανικός είναι πιθανό να έρθει σε επαφή είναι:

Thermocouples Thermocouples ((θερμοζεύγη - θερμοστοιχείαθερμοζεύγη - θερμοστοιχεία))Resistive temperature devices Resistive temperature devices (θερμίστορ και τα RTD)(θερμίστορ και τα RTD)Infrared radiatorsInfrared radiators ((σώματα υπέρυθρης ακτινοβολίαςσώματα υπέρυθρης ακτινοβολίας))Dimetallic devices Dimetallic devices ((ΔιμεταλλικόΔιμεταλλικό))Liquid expansion devices Liquid expansion devices ((συσκευές διαστολή υγρούσυσκευές διαστολή υγρού))Change-of-state devicesChange-of-state devices ( (change-of-state συσκευών change-of-state συσκευών ))

Άλλες σημαντικές συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας:Άλλες σημαντικές συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας:ΠυρόμετροΠυρόμετροΑνιχνευτές Langmuir ( για τη θερμοκρασία ηλεκτρονίων του πλάσματος )Ανιχνευτές Langmuir ( για τη θερμοκρασία ηλεκτρονίων του πλάσματος )Άλλα θερμόμετραΆλλα θερμόμετρα

Thermocouples (Thermocouples (θερμοστοιχείαθερμοστοιχεία))Τα θερμοστοιχεία αποτελούνται από δύο λωρίδες ή σύρματα κατασκευασμένα από διάφορα Τα θερμοστοιχεία αποτελούνται από δύο λωρίδες ή σύρματα κατασκευασμένα από διάφορα μέταλλα τα οποία ενώνονται σε ένα κοινό άκρο. Αλλαγές στη θερμοκρασία προκαλούν μια αλλαγή μέταλλα τα οποία ενώνονται σε ένα κοινό άκρο. Αλλαγές στη θερμοκρασία προκαλούν μια αλλαγή στην ηλεκτρεγερτική δύναμη ( emf ) μεταξύ των άκρων. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, το emf στην ηλεκτρεγερτική δύναμη ( emf ) μεταξύ των άκρων. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, το emf εξόδου του θερμοστοιχείο αυξάνεται, όχι όμως πάντα γραμμικά.εξόδου του θερμοστοιχείο αυξάνεται, όχι όμως πάντα γραμμικά.

Ένα θερμοστοιχείο είναι μια διασταύρωση που σχηματίζεται από δύο ανόμοια μέταλλα . Στην Ένα θερμοστοιχείο είναι μια διασταύρωση που σχηματίζεται από δύο ανόμοια μέταλλα . Στην πραγματικότητα, είναι ένα ζεύγος κόμβων . Μία σε μία πραγματικότητα, είναι ένα ζεύγος κόμβων . Μία σε μία θερμοκρασία αναφοράςθερμοκρασία αναφοράς (όπως 0 oC) και (όπως 0 oC) και το άλλο κόμβο στη θερμοκρασία που πρόκειται να μετρηθεί . Μια διαφορά θερμοκρασίας θα το άλλο κόμβο στη θερμοκρασία που πρόκειται να μετρηθεί . Μια διαφορά θερμοκρασίας θα προκαλέσει μία τάση να αναπτυχθεί που εξαρτάται από τη θερμοκρασία . ( Η τάση που προκαλείται προκαλέσει μία τάση να αναπτυχθεί που εξαρτάται από τη θερμοκρασία . ( Η τάση που προκαλείται από κάτι που ονομάζεται από κάτι που ονομάζεται επίδραση επίδραση SeebeckSeebeck . ) . )

Θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας , επειδή είναι Θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας , επειδή είναι φθηνάφθηνά, , ανθεκτικάανθεκτικά και και αξιόπιστααξιόπιστα , και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα , και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιώνευρύ φάσμα θερμοκρασιών. . Ειδικότερα , άλλοι αισθητήρες θερμοκρασίας (όπως θερμίστορ και αισθητήρες LM35 ) είναι χρήσιμα Ειδικότερα , άλλοι αισθητήρες θερμοκρασίας (όπως θερμίστορ και αισθητήρες LM35 ) είναι χρήσιμα περίπου σε θερμοκρασία δωματίου , αλλά το θερμοστοιχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και πολύ περίπου σε θερμοκρασία δωματίου , αλλά το θερμοστοιχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και πολύ μεγαλητερεσ..μεγαλητερεσ..

Θερμοστοιχείοhttp://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/elessonshtml/Sensors/TempThermCpl.html

Θερμοστοιχείο συνδεδεμένο με ένα πολύμετρο εμφανίζει θερμοκρασία δωματίου σε ° C.http://en.wikipedia.org/wiki/Thermocouple

Τι είναι καλό να ξέρετε για Θερμοστοιχεία;

Μια διασταύρωση μεταξύ δύο ανόμοιων μετάλλων παράγει μια τάση. Στο θερμοστοιχείο, η διασταύρωση αίσθησης - παράγει μία τάση η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία.Μια πολυωνυμική εξίσωση χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της τάσης θερμοστοιχείο σε θερμοκρασία (oC) σε μία ευρεία περιοχή θερμοκρασιών. Μπορούμε να γράψουμε το πολυώνυμο ως εξής:

http://www.reotemp.com/thermocoupleinfo/thermocouple-types.htm http://edn.com/electronics-blogs/bakers-best/4368765/Designing-with-temperature-sensors-part-four-thermocouples

Resistive temperature devices Resistive temperature devices (θερμίστορ και RTD)(θερμίστορ και RTD)

Με τις συσκευές αυτές εκμεταλλευόμαστε το γεγονός ότι η ηλεκτρική αντίσταση ενός υλικού αλλάζει καθώς αλλάζει η θερμοκρασία του. Δύο βασικοί τύποι είναι οι μεταλλικές συσκευές (που συνήθως αναφέρονται ως RTDs) και τα θερμίστορ.

Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, RTDs βασίζονται σε αλλαγή της αντίστασης σε ένα μέταλλο, με την αντίσταση να αυξάνεται περισσότερο ή λιγότερο γραμμικά με τη θερμοκρασία.

Τα Thermistors βασίζονται στην αλλαγή της αντίστασης σε ένα κεραμικό ημιαγωγιμο υλικό. Εδώ η αντίσταση μειώνεται γραμμικά με την αύξηση της θερμοκρασίας.

http://www.doctronics.co.uk/voltage.htm

Resistive temperature devices Resistive temperature devices (RTD)(RTD)

Φτιαγμένο από πλατίνα γι αυτό καλείται συχνά θερμόμετρο αντίστασης λευκόχρυσου ( platinum resistance thermometer (PRT)). Προσφέρουν μεγαλύτερη σταθερότητα, ακρίβεια και επαναληπτικότητα από ότι τα θερμοηλεκτρικά ζεύγη (thermocouples). Τα θερμόμετρα αντίστασης χρησιμοποιούν την ηλεκτρική αντίσταση και χρειάζονται μια πηγή ισχύος για να λειτουργήσουν.

Η αλλαγή της τιμής της αντίστασης με την αλλαγή της θερμοκρασίας πιστοποιείται τοποθετώντας το σωληνοειδές σε κλάδο γέφυρας Wheatstone.

Οι RTDs έχουν κλίμακα μέτρησης από -200οC έως 1200οC.

Βασίζεται στo φαινόμενο της μεταβολής της ηλεκτρικής αντίστασης των μετάλλων και των ημιαγωγών όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία. Το απλούστερο από αυτα τα αισθητήρια αποτελείται από ένα λεπτό σύρμα από χαλκό ή νικέλιο ή πλατίνα που αφού πάρει κατάλληλο σχήμα (συνήθως μαιάνδρου) κλείνεται σε ένα προστατευτικό περίβλημα.

Σε αντίθεση με τα προηγούμενα που χρησιμοποιούν μεταλλικό στοιχείο αντίστασης, διαθέτουν ημιαγωγό τέτοιο στοιχείο . Το πλεονέκτημα τους είναι η μεγάλη ευαισθησία σε μεταβολές της θερμοκρασίας .Σε αντίθεση με τους μεταλλικούς αγωγούς, παρουσιάζουν μείωση της αντίστασης με την αύξηση της θερμοκρασίας . Συνηθισμένα θερμίστορς έχουν αντίσταση της τάξης των 100 Ω σε υψηλές θερμοκρασίες και εκατοντάδες megaohms σε χαμηλές θερμοκρασίες . Τα θερμίστορς χρησιμοποιούνται σε όλο και περισσότερες εφαρμογές καθώς το κόστος τους πέφτει και η αξιοπιστία τους ανεβαίνει . Επίσης η ειδική τους αντίσταση είναιπολύ υψηλότερη από εκείνη ενός καθαρού μετάλλου. Είναι επομένως υπερβολικά ευαίσθητα σεμικρές θερμοκρασιακές αλλαγές και έχουν γρήγορη απόκριση. Έχουν την μορφή χονδρώνκαθετήρων, δίσκων, ραβδίων. Συνήθως περιβάλλονται με γυαλί ή τοποθετούνται σε λεπτό μεταλλικό κάλυμμα. Καθετήρες σε μέταλλο ή γυαλί με διάμετρο μικρότερη από 2 mm χρησιμοποιούνται για την μέτρηση της θερμοκρασίας επιφανειών μετάλλων, αερίων και υγρών.

Resistive temperature devices Resistive temperature devices (θερμίστορ)(θερμίστορ)

Κύρια χαρακτηριστικά:• πολύ μικρό μέγεθος.• ταχεία απόκριση στις μεταβολές θερμοκρασίας.• μεγάλο εύρος θερμοκρασίας όπου μπορούν να λειτουργήσουν.• υψηλή διακριτική ικανότητα σε μικρές περιοχές θερμοκρασίας και έτσι χρησιμοποιούνται σε ιατρικές εφαρμογές.• μπορούν να ενσωματωθούν επάνω σε στερεά σώματα και να μετρούν την επιφανειακή τους θερμοκρασία

Σύγκριση της αντίστασης ενός μεταλλικού στοιχείου και της χαρακτηριστικής ενός θερμίστορ

Σχόλιο: Τα θερμόμετρα αντίστασης εκθέτουν το πιο γραμμικό σήμα όσον αφορά τη θερμοκρασία από οποιασδήποτε άλλη συσκευή ανίχνευσης

Εξάρτηση της αντίστασης από τη θερμοκρασία

Dimetallic devices Dimetallic devices ((ΔιμεταλλικόΔιμεταλλικό))Ένα διμεταλλικό έλασμα (bimetallic strip) αποτελείται από δύο ελάσματα ίδιου μήκους, από διαφορετικά υλικά, στερεωμένα με κάποιας μορφής συγκόλλησης cladding.‐

Το διμεταλλικό έλασμα μπορεί να τοποθετηθεί με τέτοιο τρόπο, ώστε τις στιγμές που θερμαίνεται, και επομένως κάμπτεται, ή τις στιγμές που ψύχεται, και επομένως ευθυγραμμίζεται, να ανοίγει ή να κλείνει τις επαφές ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Αυτό οφείλεται στο διαφορετικό συντελεστή διαστολής των δύο μετάλλων. Το μέταλλο με το μεγαλύτερο συντελεστή διαστέλλεται περισσότερο ώστε να έχει μεγαλύτερο μήκoς από το άλλο έλασμα. Η μετατόπιση του εξαρτάται από την μεταβολή της θερμοκρασίας.

Πολλές φορές τυλίγουμε τα διμεταλλικά ελάσματα σε σπειροειδή μορφή.

Υπάρχουν διάφορες παραλλαγές στη βασική χρήση του διμεταλλικού ελάσματος. Στην πιο ενδιαφέρουσα απ’ αυτές, το διμεταλλικό έλασμα χρησιμοποιείται σαν επαφή που ανοίγει ή κλείνει κάποιο ηλεκτρικό κύκλωμα.

Αυτή η συσκευή είναι ο θερμοστάτης. Το διμεταλλικό θερμόμετρο χρησιμοποιείται σε φούρνους, σωληνώσεις ζεστού νερού και θαλάμους ατμού.

Πλεονεκτήματα:• συμπαγές, ευέλικτης σχεδίασης, σχετικά φθηνό.• το ωφέλιμο θερμοκρασιακό εύρος είναι από 238 Κ έως 873 Κ με γενικά καλή ακρίβεια.Μειονεκτήματα:• το διμεταλλικό έλασμα εμφανίζει γήρανση, οπότε χάνεται η ακρίβεια της αρχικήςβαθμονόμησης με το πέρασμα του χρόνου.Εργαστήριο Θερμοδυναμικής & Θερμικών Μηχανών 10• δεν προσφέρεται για χρήση από απόσταση.• αποκρίνεται αργά στις μεταβολές της θερμοκρασίας

Τα Τα οπτικά πυρόμετραοπτικά πυρόμετρα χρησιμοποιούνται για μετρήσεις θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται για μετρήσεις θερμοκρασίας, όταν η φυσική επαφή του αισθητηρίου με την όλη διαδικασία είναι όταν η φυσική επαφή του αισθητηρίου με την όλη διαδικασία είναι

αδύνατη, αλλά είναι εφικτή η οπτική επαφή. Το πυρόμετρο εκπέμπει αδύνατη, αλλά είναι εφικτή η οπτική επαφή. Το πυρόμετρο εκπέμπει ενέργεια προς την πηγή που θέλουμε να ελέγξουμε, ένα μέρος της ενέργεια προς την πηγή που θέλουμε να ελέγξουμε, ένα μέρος της οποίας ανακλάται και επιστρέφει στο πυρόμετρο. Η ανάκληση αυτή οποίας ανακλάται και επιστρέφει στο πυρόμετρο. Η ανάκληση αυτή

εξαρτάται από την θερμοκρασία της πηγής. Η σύγκριση της ενέργειας εξαρτάται από την θερμοκρασία της πηγής. Η σύγκριση της ενέργειας που επιστρέφει στο πυρόμετρο, με την ενέργεια μιας πρότυπης που επιστρέφει στο πυρόμετρο, με την ενέργεια μιας πρότυπης βαθμονομημένης πηγής, δίνει ως ως αποτέλεσμα ρεύμα, που βαθμονομημένης πηγής, δίνει ως ως αποτέλεσμα ρεύμα, που

ανταποκρίνεται στη μεταβολή της θερμοκρασίαςανταποκρίνεται στη μεταβολή της θερμοκρασίας

Liquid expansion devices Liquid expansion devices ((συσκευές διαστολή υγρούσυσκευές διαστολή υγρού))

Είναι τα αρχαιότερα θερμόμετρα που όμως και σήμερα χρησιμοποιούνται σε πολλές Είναι τα αρχαιότερα θερμόμετρα που όμως και σήμερα χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές λόγω κυρίως του χαμηλού κόστους τους . Το πρόβλημα με τα εφαρμογές λόγω κυρίως του χαμηλού κόστους τους . Το πρόβλημα με τα θερμόμετρα υγρού είναι ότι δεν μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν σαν θερμόμετρα υγρού είναι ότι δεν μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν σαν

αισθητήρια σε ένα σύστημα αυτομάτου ελέγχου ούτε να δώσουν τη μέτρηση σε Η/Υ, αισθητήρια σε ένα σύστημα αυτομάτου ελέγχου ούτε να δώσουν τη μέτρηση σε Η/Υ, παρά το ότι έχουν γίνει προσπάθειες και υπάρχουν κάποιοι τύποι κατάλληλοι γι’ παρά το ότι έχουν γίνει προσπάθειες και υπάρχουν κάποιοι τύποι κατάλληλοι γι’

αυτό το σκοπό . αυτό το σκοπό .

Infrared radiatorsInfrared radiators ((σώματα υπέρυθρης ακτινοβολίας)σώματα υπέρυθρης ακτινοβολίας)

Ειναι συσκευές χωρισ επαφη. Υπολογιζουν τη θερμοκρασία Ειναι συσκευές χωρισ επαφη. Υπολογιζουν τη θερμοκρασία μετρώντας την θερμική ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα υλικό.μετρώντας την θερμική ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα υλικό.

Change-of-state devicesChange-of-state devices ( (change-of-state συσκευών change-of-state συσκευών ))

Η μέτρηση θερμοκρασίας με βάση τη μεταβολή της φυσικής κατάστασης των στερεών γίνεται με δύο τρόπους:

1. Μεταβολή του σχήματος ή του μεγέθους: Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει πυρομετρικούςκώνους, θερμοσκοπικές μπάρες, καταγραφείς θερμότητας και δαχτυλίδια.2. Μεταβολή του χρώματος: Χρώματα (βερνίκια) και κραγιόν.

Τα θερμόμετρα τύπου χαπιών χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας σε φούρνους και κλιβάνους, όπου εφαρμόζεται θέρμανση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα χάπια τοποθετούνται πριν αρχίσει η θέρμανση του συστήματος και μόλις αρχίσει η τήξη του χαπιού είναι δυνατός ο προσδιορισμός της θερμοκρασίας. Οι δείκτες σε υγρή μορφή περιέχουν τα ίδια υλικά που χρησιμοποιούνται στα κραγιόν και στα χάπια, αλλά σε μορφή λάκκας (αιώρημα σε διαλυτικό υγρό). Αφού αναδευτεί καλά η λάκκα, βάφουμε με αυτήν την επιφάνεια που θέλουμε να μετρήσουμε την θερμοκρασία της. Ο διαλύτης εξατμίζεται γρήγορα και απομένει το σχετικό ίχνος στην επιφάνεια. Όταν η επιφάνεια φτάσει στην θερμοκρασία, το ίχνος τήκεται εμφανώς και αλλάζει υφή, (από μάτ αδιαφανή σε γυαλιστερή διαφανή), οπότε μπορεί να ταυτοποιηθεί εύκολα εκ των υστέρων.

Βερνίκια και κραγιόν: Είναι χρήσιμα για απεικόνιση θερμοκρασιακών πεδίων σε επιφάνειες μετάλλων (πχ heat affected zone συγκολλήσεων, σφυρηλασία εν θερμώ και θερμική κατεργασίαμετάλλων και πολυμερών). Αλλάζουν χρώμα ή εμφάνιση σε μια καθορισμένη θερμοκρασία. Σήμερα συνδυάζονται αποτελεσματικά με τις σύγχρονες τεχνικές υπέρυθρης θερμογραφίας. Τα κραγιόν περιέχουν ένα υγρό που λειώνει σε μορφή ράβδου. Είναι κατάλληλα για την μέτρηση θερμοκρασιών διαφόρων επιφανειών ακόμη και μεγάλης τραχύτητας.

Πυρομετρικοί κώνοι: Κατασκευάζονται από μίγματα διαφόρων ουσιών, όπως πορσελάνη, τάλκη, άστριο, χαλαζία κ.ά., πού κατατάσσονται σε αριθμημένη σειρά πού αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες 600 2000°C. ‐Τοποθετούνται τουλάχιστο τρεις κώνοι με διαφορετικά σημεία τήξης πάνω σ' ένα πυρίμαχο δίσκο και τη ζητούμενη θερμοκρασία δείχνει ο μισοτηγμένος κώνος, του οποίου ή κορυφή μόλις ακουμπά στον δίσκο. Παρόμοια διαδικασία χρησιμοποιείται και στην περίπτωση των θερμοσκοπικών μπαρών και καταγραφέων θερμότητας.

Linkshttp://www.doctronics.co.uk/voltage.htm

http://www.mccdaq.com/index.aspx

http://www.omega.com/prodinfo/thermocouples.html

http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/elessonshtml/Sensors/TempThermCpl.html Bucknell University

http://www.ni.com/white-paper/7108/en/

http://vivliothmmy.ee.auth.gr/783/1/Diploma_tsexelidou.pdf

http://www.mie.uth.gr/ekp_yliko/Thermometria_Thermografia_1.pdf

http://nefeli.lib.teicrete.gr/browse2/stef/hle/2011/TzoumasEythimios/attached-document-1296469175-14639-10535/Tzoumas2011.pdf

http://www.tmatlantic.com/e-store/index.php?ELEMENT_ID=5823

Ευχαριστώ!

Από την παρασταση Από την παρασταση ““FahrenheitFahrenheit” ” 7 April 20137 April 2013