دماسنج یا ترمومتر وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری حرارت و دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش‌های اندازه‌گیری دما به صورت تماسی و غیر تماسی می‌باشند. ترمومتر یکی از مهم‌ترین کمیت‌هایی است که در واحدهای صنعتی باید استفاده شود. در ادامه به معرفی انواع مدل‌های ترمومتر و کاربردهای آنها پرداخته می‌شود.
انواع مدل‌های ترمومتر دیجیتال
1. ترمومتر دیجیتال
ترمومتر دیجیتال شامل انواع مختلفی مانند عقربه‌ای، صنعتی و قلمی است. این مدل‌ها دارای بیشترین دقت و قابلیت بزرگنمایی هستند. این نوع دماسنج‌ها براساس استاندارد NIST ساخته شده و قابل حمل هستند. همچنین، دارای چند ورودی برای سنسور دما و صفحه نمایشگر برای نمایش دما می‌باشند. ویژگی‌های برتر این ترمومترها شامل قابل حمل بودن و امکان تست در چندین مکان است.
2. عقربه‌ای
ترمومتر عقربه‌ای دارای گیج دمای عقربه‌ای است که برای محافظت از سنسور اندازه‌گیری دما به کار می‌رود. این نوع دماسنج‌ها بیشتر در مدل‌های آنالوگ استفاده می‌شوند و به دماسنج‌های گازی نیز معروف هستند.
3. لیزری
ترمومتر لیزری برای تعیین گستره دمای روی اجسام استفاده می‌شود. این ترمومتر تشعشعات لیزری ساطع شده از سطوح مختلف را براساس دما نشان می‌دهد. لازم به ذکر است که لیزر داخل ترمومتر نشانه‌ای از اندازه‌گیری دما نمی‌باشد.
4. جیوه‌ای
در ترمومتر جیوه‌ای از مایع جیوه برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شود. این نوع دماسنج‌ها بیشتر در کاربردهای پزشکی و آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
5. الکلی
ساختار عملکرد ترمومتر الکلی مشابه ترمومتر جیوه‌ای است، با این تفاوت که مایع درون آن به جای جیوه، الکل است. این دماسنج‌ها نیز در کاربردهای مختلفی از جمله پزشکی و آزمایشگاهی استفاده می‌شوند.
6. پزشکی
ترمومترهای پزشکی برای اندازه‌گیری دمای بدن استفاده می‌شوند و معمولاً دارای دقت بالایی هستند. این نوع دماسنج‌ها می‌توانند دیجیتال یا جیوه‌ای باشند.
7. بی‌متال
ترمومتر بی‌متال از نوع تماسی است و پرمصرف‌ترین نوع دماسنج آزمایشگاهی محسوب می‌شود. این دماسنج‌ها در وسایلی مانند ترموستات اتو یا سماور کاربرد دارند و رنج دمایی آنها از منفی 40 تا 300 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
8. ترموکوپل‌دار
ترمومتر ترموکوپل‌دار نیز از نوع تماسی است و برای اندازه‌گیری دما در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
9. تفنگی
ترمومتر تفنگی مشابه ترمومتر لیزری است و به صورت تفنگ به سمت هدف یا هدف داغ نشانه‌گذاری می‌کند.
10. گازی
ترمومتر گازی به ترمومتر دیجیتال نیز معروف است و یک نوع فشارسنج محسوب می‌شود. سیستم کاری این نوع ترمومتر به این صورت است که با افزایش فشار در حجم ثابت و کالیبره آن بر حسب دما، مقدار دما اندازه‌گیری می‌شود.
11. مادون قرمز
تمام اجسام اشعه مادون قرمز ساطع می‌کنند که در ترمومتر مادون قرمز میزان و شدت آن با دمای اجسام متناسب است.
12. واکسن
این نوع ترمومتر به وسیله CDC یا آژانس‌ها گذاشته شده و مطابق با استانداردهای NIST درجه‌بندی شده است.
13. ترمومتر آسفالت
ترمومتر آسفالت برای اندازه‌گیری دمای آسفالت در پروژه‌های عمرانی و راهسازی استفاده می‌شود.
14. ترمومتر شیشه‌ای
ترمومتر شیشه‌ای با استفاده از شیشه‌های بسیار ریز ساخته شده و تحت استانداردهای ایزو 2001 در یک کالیبراسیون آزمایشگاهی مجاز و با کیفیت بالا تولید شده است.
آشنایی با دماسنج مقاومتی و ترموکوپل
انواع مختلفی از تجهیزات اندازه‌گیری دما در صنعت با توجه به نیازهای متفاوت ساخته شده‌اند. این وسایل در صنایع برودتی، گرمایشی، کشاورزی، غذایی و خانگی کاربرد دارند. در ادامه به معرفی دماسنج مقاومتی یا ترموکوپل و مقایسه آن با ترمومتر لیزری و دیجیتال تماسی پرداخته می‌شود.
دماسنج مقاومتی یا سنسور RTD
دماسنج مقاومتی (Resistance Temperature Detector) یا سنسور RTD، وسیله‌ای است که مقاومت الکتریکی آن تحت تأثیر دمای ورودی تغییر می‌کند. این نوع دماسنج معمولاً از جنس پلاتینیوم ساخته می‌شود و دارای مزایای زیر است:
- دقت بالا: سنسورهای RTD به دلیل استفاده از پلاتینیوم دقت بالایی در اندازه‌گیری دما دارند.
- خورندگی کمتر: این سنسورها در محیط‌های خورنده کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند.
- رنج وسیع اندازه‌گیری دما: سنسورهای RTD می‌توانند در بازه وسیعی از دماها عمل کنند.
اصول اندازه‌گیری دما با سنسور RTD بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی سنسور است. این تغییر مقاومت باعث تغییر جریان الکتریکی در سنسور می‌شود و در نتیجه دما اندازه‌گیری و توسط ترمومتر محاسبه و نمایش داده می‌شود.
ترموکوپل
ترموکوپل (Thermocouple) یکی دیگر از تجهیزات اندازه‌گیری دما است که از دو فلز ناهمسان ساخته شده است. هنگامی که حرارت به محل اتصال این دو فلز می‌رسد، اختلاف پتانسیل و جریان الکتریکی بسیار ضعیفی تولید می‌شود که توسط ترمومتر ابتدا به ولتاژ و سپس به دما تبدیل می‌شود. از ویژگی‌های ترموکوپل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حساسیت کمتر نسبت به ارتعاشات
- عدم نیاز به منبع تغذیه
- سرعت بالای پاسخگویی
یکی از موارد کاربرد ترموکوپل در صنایع، تولید لوازم گازسوز جهت ایمن‌سازی تجهیزات گازسوز است.
مقایسه دقت اندازه‌گیری دما
ترمومتر لیزری
ترمومتر لیزری برای اندازه‌گیری دما به صورت غیر تماسی استفاده می‌شود. این دستگاه با استفاده از تابش نور فروسرخ دما را اندازه‌گیری می‌کند. این نوع ترمومتر دقت کمتری نسبت به ترمومتر دیجیتال تماسی دارد ولی برای اندازه‌گیری دمای سطحی اجسام مناسب است.
ترمومتر دیجیتال تماسی
ترمومتر دیجیتال تماسی به صورت مستقیم با جسم مورد اندازه‌گیری تماس پیدا می‌کند و دما را اندازه‌گیری می‌کند. این نوع ترمومتر با استفاده از سنسورهای RTD یا ترموکوپل، دقت بسیار بالاتری نسبت به ترمومتر لیزری دارد و می‌تواند دماهای بسیار پایین (مثلاً -200 درجه سانتی‌گراد) و بسیار بالا (بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد) را اندازه‌گیری کند. این ترمومترها به دلیل دقت بالا و قابلیت استفاده در محیط‌های مختلف، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارند.
نتیجه‌گیری
ترمومترها یا دماسنج‌ها ابزارهای ضروری برای اندازه‌گیری دما در کاربردهای مختلف از پزشکی تا صنایع مختلف هستند. هر نوع ترمومتر دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود است که بسته به نیاز، می‌توان از آنها استفاده کرد. انتخاب صحیح ترمومتر می‌تواند دقت و کارایی اندازه‌گیری را بهبود بخشد و از مشکلات احتمالی جلوگیری کند.