ما هي المزدوجات الحرارية المستخدمة؟

المزدوجات الحرارية عبارة عن مستشعرات لدرجة الحرارة مصنوعة من سبيكة معدنية. عندما يتم جمع المعدنين معًا لتكوين تقاطع ، يتم إنشاء جهد عندما تكون هناك اختلافات في درجة الحرارة بينهما. يُعرف هذا بتأثير سيبيك.

اكتشف الطبيب الألماني الذي تحول إلى عالم الفيزياء توماس يوهان سيبيك تأثير سيبيك. أخذ معدنين مختلفين ، أحدهما بدرجة حرارة أعلى من الآخر ، وصنع دارة سلسلة بربطهما معًا في مفترق طرق. وجد أنه كان قادرًا على توليد جهد كهربائي. كلما زاد فرق درجة الحرارة بينهما ، زاد الجهد المتولد ، ووجد أن النتائج كانت مستقلة عن شكل المعدن.

تعتبر المزدوجات الحرارية ذات قيمة في العلوم والهندسة ، نظرًا لميزات مثل وقت رد الفعل السريع وصغر حجمها. لديهم القدرة على قياس درجات الحرارة القصوى بدقة ، مع نطاقات من 270 إلى 2500 درجة مئوية ، وأخطاء في حدود 0.5 إلى 2 درجة مئوية.

عيب المزدوجات الحرارية هو أن الإشارات المنتجة قد تكون غير خطية ، وبالتالي يجب معايرتها بعناية.

يتم الجمع بين سبائك معدنية لتشكيل تقاطع. يتم وضع جزء من الوصلة على مصدر يتم قياس درجة حرارته ، بينما يتم الاحتفاظ بالطرف الآخر عند مرجع ثابت عبر مصدر درجة حرارة. عادةً ما يكون مصدر درجة الحرارة عبارة عن مستشعر درجة حرارة الحالة الصلبة ، على الرغم من أن الأجهزة القديمة تستخدم حمام ماء مثلج.

أحد العوامل المؤثرة في حساسية درجات الحرارة هو نوع التركيبات المعدنية المستخدمة. تتراوح درجة حرارة مزيج النيكل والنيكل من -50 إلى 1410 درجة مئوية ، في حين أن الرينيوم والرينيوم يمكن أن يقيس من 0 إلى 2315 درجة مئوية. الكروم- ألوميل ، والنحاس-كونستانتان ، والحديد-كونستانتان هي الأكثر شيوعًا.

هناك عدة أنواع مختلفة. يتم تصنيفها وفقًا لدرجة الحرارة القصوى التي يمكن قياسها ، وأين يمكن تشغيلها ، وخطورتها. الأكثر شيوعًا هي J و K و T و E. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المزدوجات الحرارية من النوع J بدون غطاء يسمى غمد ، على الرغم من أنه يوصى باستخدام واحدة لإطالة عمرها. يمكن أن تعمل المزدوجات الحرارية من النوع J في البيئات التي لا يوجد فيها ما يكفي من الأكسجين الحر ، ويمكن أن تصل درجة حرارتها إلى 760 درجة مئوية.

المزدوجات الحرارية هي أكثر أنواع مجسات درجة الحرارة شيوعًا. يتم استخدامها كمقاييس حرارة المستشفى ، وفي الاختبارات التشخيصية لمحركات السيارات. بعض الأجهزة التي تعمل بالغاز مثل الغلايات وسخانات المياه والأفران تستخدمها كميزات أمان ؛ إذا انطفأ المصباح التجريبي ، فإن المزدوج الحراري يوقف صمام الغاز عن العمل. كما أنها تستخدم كعامل مساعد في بسترة الحليب وكمقاييس حرارة للأغذية. في الصناعة ، تعتبر ذات قيمة كمساسات وأجهزة استشعار.