انواع دماسنج و ویژگی های هر کدام

امروزه با استفاده ار دماسنج ها به راحتی می توان دمای محیط را بدون اشتباه اندازه گیری نمود. دماسنج یکی از پر استفاده ترین وسیله ها در انجام پروژه های مختلف می باشد. برای اندازه گیری دما، دماسنج های مختلفی وجود دارد که در این مطلب با آنها آشنا می شویم.

انواع مختلف دماسنج

دماسنج نوعی وسیله است که بر مبنای واحدهای مختلف دما را اندازه گیری می کند. با کمک دماسنج ها می توان دماهای مختلف مثل دمای بدن را اندازه گیری نمود. از جمله دماسنج های رایج می توان به دماسنج های دیجیتالی، الکلی و جیوه ای اشاره کرد که روند کارشان با منبسط کردن جیوه یا الکل درون مخزنشان است. اندازه گیری دما با دماسنج ها دیجیتالی، حیوه ای و الکلی برای دماهایی استفاده می شود دمای آن بالاتر از نقطه انجماد مایع درون دماسنج و نیز پایین تر از نقطه جوش آن باشد. دماسنج های الکلی در حالت معمول ۰ تا ۱۰۰+ را نشان می دهند و برای اندازه گرفتن دماهای بالاتر باید از دماسنج های ترموکوپلی و آذرسنج ها استفاده شود. در ادامه با انواع دماسنج آشنا می شویم.

دماسنج جیوه ای

دماسنج جیوه ای شامل لوله شیشه ای بسیار باریک است که یک طرف آن مسدود است و طرف دیگر آن به محفظه ای پر از جیوه وصل است. داخل لوله کاملا خلاء است و با گرم و سرد شدن مخزن دماسنج، جیوه داخل آن نیز سرد و گرم می شود و انقباض و انبساط جیوه باعث بالا و پایین رفتن جیوه در لوله می شود. با توجه به اعدا روی دماسنج و سطح جیوه در لوله می توان دمای هوا را قرائت کرد. از مهمترین دماسنج های جیوه ای می توان به دماسنج پزشکی اشاره کرد.

جیوه در دمای ۸۳/۳۸- درجه سانتی گراد منجمد شده به همین دلیل کمترین دمایی را که می توان با دماسنج های جیوه ای اندازه گرفت ۳۷- درجه سانتی گراد است. همچنین این نوع دماسنج ها اگر بالای جیوه با گاز ازت پر شده باشد می توانند دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد را اندازه بگیرند.

دماسنج الکلی

ترمومتر پزشکی

ترمومتر پزشکی نوعی دماسنج است که در اصل گرماسنج می باشد و برای اندازه گیری حرارت بدن به کار برده می شود. از آنجا که حد متوسط حرارت بدن انسان ۳۷ درجه سانتی گراد می باشد، ترمومترهای پزشکی دمای ۳۳ تا ۴۲ درجه را اندازه گیری می نمایند. همچنین به دلیل اینکه با جداشدن دماسنج از بدن بلافاصله دمای جیوه تغییر نکند، خمیدگی مخصوصی در انتهای لوله ترمومتر در نزدیکی مخزن جیوه وجود دارد که در هر بار مصرف چندین مرتبه دماسنج را شدیدا تکان می دهند تا جیوه از داخل خمیدگی بگذرد و به طور کامل وارد مخزن شود.

پیرومتر یا ترموالکتریک

نوع دیگری دماسنج وجود دارد که در صنایع به کار برده می شود که به آن پیرومتر یا ترموالکتریک گفته می شود. خاصیت این دستگاه بر این روال است که اگر فصل مشترک دو سیم فلزی مختلف حرارت داده شود جریان برق در آنها برقرار خواهد شد و به کمک یک میلی امپر دقیق می توان ثابت نمود که هر چه قدر درجه حرارت بالاتر رود شدت جریان حاصله نیز بیشتر خواهد شد که با اندازه گیری شدت جریان درجه حرارت و دما مشخص می شود. گفته می شود که برای اولین بار گالیله در سال ۱۵۹۷ میلادی این وسیله را اختراع نموده است و بعد از آن پیشرفت هایی نموده و کامل شده است.

دماسنج گازی

این دماسنج ها دارای جنس، ابعاد و ساختمان متفاوتی هستند که در ادارات و موسسات مختلف سراسر دنیا استفاده می شوند و در حالت کلی به طبیعت گاز و گستره دمایی محیطی که دماسنج در آن بکار برده می شود بستگی دارد. دماسنج گازی از حبابی با جنس شیشه، چینی، کواتز، پلاتین یا پلاتین-ایریدیم ساخته می شود که با کمک یک لوله موئین به فشار سنج جیوه ای وصل می شود. این دماسنج بر طبق دو قانون در رابطه با گاز کامل کار می کند.

دماسنج مایعی

دماسنج های مایعی از رایج ترین دماسنج های مصرفی در صنعت و غیره می باشند. که در کل آنها با عنوان دماسنج های جیوه ای یا الکلی شناخته می شوند. همانطور که در ابتدا در مورد آنها توضیح دادیم ساختمان این نوع دماسنج ها مخزن مایع و یک لایه مویین وجود دارد که مایع داخل لوله مویین بالا و پایین می رود و میزان دما را مشخص می کند.

دماسنج انبساط سیال

دماسنج های انبساط سیال از باصرفه ترین و رایج ترین و همچنین تطبیق پذیر ترین وسیله های اندازه گیری دما در صنایع هستند. با افزایش دما فشار داخل حباب که ممکن است گاز، مایع یا بخار باشد بالا می رود و به وسیله فشار سنج اندازه گیری می شود. طول لوله مویین در این دماسنج می تواند تا ۶۰ متر برسد، که این میزان بر دقت اندازه گیری دما تاثیر گذار می باشد. بهترین حالت اندازه گیری دما در این دماسنج این است که از لوله مویین کوتاه که به ترانس دیوسر فشار الکتریکی وصل شده باشد استفاده نمود.

دماسنج الکتریکی

در معرفی انواع دماسنج نوبت به نوع الکتریکی آن می رسد. دماسنج های الکتریکی کاربردهای زیادی در صنعت دارد و این دماسنج ها می توانند دماهای پایین و دماهای خیلی زیاد را اندازه گیری کنند و عمدتا در انواع مقاوتی و ترموکوپل می باشند:

• دماسنج با مقاومت الکتریکی:

این نوع دماسنج به شکل یک سیم بلند و ظریف می باشد که به دور یک قاب نازک پیچیده می شود تا از فشار به وجود آمده از تغییر طول سیم که به خاطر انقباض آن در زمان سرد شدن پیش می آید، جلوگیری نماید. در برخی شرایط حساس می توان سیم را به دور جسم مورد نظر که می خواهند دمایش را اندازه بگیرند پیچاند و یا در داخل آن قرار داد. در دمای پایین دماسنج مقاومتی از مقاومت های کوچک رادیویی با ترکیب کربن یا بلور ژرمانیوم که ناخالصی آن آرسنیک می باشد و جسم در درون کپسول مسدود شده پر از هلیم است، تشکیل می شود. این نوع از دماسنج را میتوانید بر روی جسم مورد نظر خود قراد دهید و یا در بین حفره هایی که برای اینکار در نظر گرفته اند بگذارید و دما جسم را اندازه بگیرید. دماسنج مقامتی پلاتین نوعی از این دماسنج ها است که می توان از آن برای دماهای دقیق بین ۲۵۳- تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد استفاده نمود.

• ترموکوپل:

ترموکوپل نوع دیگری دماسنج است که در این مدل دماسنج از خاصیت انبساط و انقباض جسم جامد بهره گرفته می شود. گستره ترموکوپل به موادی که از آن ساخته می شود بستگی خواهد داشت. در یک ترموکوپل پلاتینیوم – ایرودیوم  ۱۰ درصد پلاتینیوم  وجود دارد و گستره آن از صفر تا ۱۶۰۰ می باشد. مزیت ترموکوپل به خاطر جرم کوچک آن است که به سرعت با سیستمی که می خواهد دمایش را اندازه گیری کند، تعادل گرمایی برقرار می کند به هین دلیل تغییرات دمایی به سادگی بر روی آن اثر می نماید اما دقت اندازه گیری آن به دماسنج مقاوتی پلاتین نمی رسد.

ترمیستور

ترمیستور نوعی دماسنج نیمه رسانا می باشد که برعکس فلزات ضریب مقاومتی منفی دارد و مقاومت ان به شکل نمایی با دما تغییر می یابد. ترمیستور وسیله ای بسیار حساس بوده و با درجه بندی مناسب می تواند عملکرد ثابتی تا ۰/۰۱ سانتی گراد داشته باشد. از خصوصیات این دماسنج این است که می توانید از ان به عنوان جبران کننده دمای مدارهای الکتریکی استفاده نمایید.

دماسنج کریستال کوارتز

در معرفی انواع دماسنج به دماسنج کریستال کوارتز می رسیم که روشی بسیار دقیق و جدید می باشد. در این روش اندازه گیری دما بر مبنای حساسیت فرکانس تشدید کریستال کوارتز به تغییر دما می باشد. زمانیکه از یک زاویه مناسب برای اندازه گیری دما استفاده شود، تطابق کاملا خطی بین فرکانس و دما برقرار می شود. در مدل های تجاری این دماسنج از شمارنده های الکترونیکی و دستگاه قرائت رقم نما به منظور اندازه گرفتن فرکانس استفاده می شود. گستره دمایی عملکرد این دماسنج از ۴۰- درجه سانتی گراد تا ۲۳۰ درجه گفته شده است.

دمانگاری کریستال مایع

کریستال های مایع خمیری با استفاده از استرهای کلسترول ساخته می شوند و پاسخ جالبی به دما دارند. در زمان یک گستره تکرار پذیر دما این کریستال مایع تمامی طیف های رنگی را از خود نشان می دهد که این موضوع بازگشت پذیر و تکرار خواهد شد. با دادن تغییراتی در فرمول می توانید کریستال های مایع کمتر از صفر درجه تا چند درجه سانتی گراد استفاده کنید.

دماسنج های هواشناسی

انواع دماسنج های مصرفی در هواشناسی شامل موارد زیر می شوند:

• دماسنج معمولی استاندارد (ترمومتر)
• دماسنج حداکثر(Maximum Thermometer)
• دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
• دماسنج حداقل_حداکثر (MAX-Thermometer)
• دمانگار (Thrmograph)
• آذرسنج (Optical Pyrometer): آذرسنج ثبتگر و کنترلگر، آذرسنج تابشی، آذرسنج نوری

آذرسنج

آذرسنج نوع دیگری از دماسنج ها می باشد که به آن دماسنج غیر تماسی نیز می گویند. این دما سنج بر پایه رنگ نور انتشار یافته از جسم است که در نهایت دمای جسم مد نظر را اندازه گیری می نماید. با توجه به این موضوع که تمامی جسم های سیاه به یک اندازه دمایی نور را نشان خواهند داد متوجه می شویم که دامنه کاربری و گستره این نوع از دماسنج دماهای بالای سرخ بوده و آهن را تا دمای بالای ۵۰۰ درجه سانتی گراد اندازه گیری می کند.

کاربردهای دماسنج

همانطور که می دانیم انواع دماسنج ها در موارد زیادی مورد استفاده قرار می گیرند که در ادامه با مهمترین کاربردها ی آن آشنا می شویم:

• دماسنج در خودرو: دماسنج استفاده شده در خودرو ها یک ترمیستور می باشد که با تغییر دما میزان مقاومت و جریان عبوری از آن تغییر می یابد. این نوع دماسنج به طور معمول در جلو پنجره خودرو نصب می شود که جای خیلی مناسبی نمی باشد و ممکن است در طول روز دمای بیشتری را به عنوان دمای بیرون نشان دهد.
• دماسنج پزشکی: دماسنج ها به عنوان یکی از وسائل مهم در پزشکی محسوب می شوند. دمای بدن می تواند نشان دهنده شرایط سلامتی فرد باشد. دماسنج پزشکی در گستره ۳۵ تا ۴۲ درجه سانتی گراد کار می کند بازه ای بدن نیز در آن دما کار می کند اما اگر دمای بدن انسان خارج از این بازه باشد مسلما انسان می میرد. این دماسنج ها نسبتا دارای دقت بالاتری هستند که معمولا در دو نوع دیجیتال و جیوه ای می باشند و در مقعد، زیر بغل و یا زیر زبان بیمار مورد استفاده قرار می گیرند.
• دماسنج کودک: دماسنج های استفاده شده برای کودکان انواع مختلف دماسنج های دیجیتالی گوشی و دماسنج نواری پیشانی می باشد. دماسنج دیجیتالی گوش در کمتر از یک ثانیه دمای بدن را مشخص می کند.
• دماسنج خانه: دماسنج های مختلفی در خانه وجود دارند که دو کاربرد می توانند داشته باشند، اول اطلاع از دمای خانه به وسیله ساکنین و دوم تنظیم دمای سیستم تهویه خانه. این دماسنج ها ممکن است از نوع دیجیتالی یا غیر دیجیتالی باشند.
• دماسنج صنعتی: در صنعت با توجه به کاربرد دماسنج انواع مختلفی از آن وجود دارد که در بالا با آنها آشنا شدیم.