Termometr, müxtəlif prinsiplərdən istifadə edərək temperatur və ya temperatur gradientini ölçən bir cihazdır. Termometr iki mühüm elementə malikdir - fiziki temperaturda bəzi fiziki dəyişikliklərin baş verdiyi temperatur sensoru, məsələn, civə termometrindəki lampa və yay və ya bu fiziki dəyişikliyi dəyərə çevirmək üçün başqa vasitələr, məsələn, civə termometrindəki şkala.
Müxtəlif növ termometrlər var.
Şüşə termometrdəki maye temperaturda mayenin həcminin dəyişməsindən istifadə edir. Onlar mayelərin çoxunun isitmə zamanı genişlənməsi faktından istifadə edirlər. Maye möhürlənmiş şüşə lampada saxlanılır və onun genişlənməsi termometrin sapına həkk olunmuş tərəzi ilə ölçülür. Bildiyimiz kimi, termometr genişlənmir, fiziki xüsusiyyəti olaraq mayenin uzunluğunun temperaturla dəyişməsindən istifadə edir.
Şüşə içindəki maye termometrlərdə tez-tez istifadə olunan mayelər Merkuri və Alkoqoldur. İstifadə olunan mayeyə əsasən, onlar iki növdür: şüşədəki civə termometrləri və şüşə içində spirt olan termometrlər.
Şüşə termometrdəki maye iki əsas hissədən ibarətdir:
Üstünlüklər:
Dezavantajları:
Bunları alman fiziki Daniel Qabriel Fahrenheit icad etmişdir.
Bu termometr şüşə borudakı civədən ibarətdir. Borudakı kalibrlənmiş işarələr, temperaturu boru içərisindəki civə uzunluğu ilə oxumağa imkan verir. Borunun içindəki civənin uzunluğu temperaturdan asılı olaraq dəyişir. Həssaslığı artırmaq üçün adətən termometrin ucunda civənin çox hissəsini ehtiva edən bir civə lampası var; Bu civə həcminin genişlənməsi və büzülməsi borunun daha dar çuxurunda gücləndirilir. Civə üzərindəki boşluq azotla doldurula bilər və ya vakuum ola bilər.
Şüşə içərisində olan civə termometri - 38 °C ilə 356 °C arasında geniş temperatur diapazonunu əhatə edir, baxmayaraq ki, alətə qazın daxil edilməsi diapazonu 600 °C və ya daha çox artıra bilər.
Civə şüşəli termometrin üstünlükləri
Şüşə içində civə termometrinin çatışmazlıqları
Maye olaraq -200 °C-ə qədər istifadə oluna bilən etil spirti, toluol və texniki pentandan istifadə edir. Onun diapazonu -200°C ilə 80°C arasındadır, baxmayaraq ki, diapazon istifadə edilən spirtin növündən çox asılıdır.
Üstünlük: Ən böyük üstünlüyü çox aşağı temperaturları ölçə bilməsidir.
Dezavantajı: Spirt şəffaf olduğu üçün onu görməli etmək üçün boya tələb olunur. Boyalar spirtlə eyni temperatur diapazonuna malik olmayan çirkləri əlavə etməyə meyllidir. Bu, xüsusilə hər bir mayenin hüdudlarında oxumağı çətinləşdirir. Həmçinin spirt şüşəni isladır.
Müqavimət termometri və ya müqavimət temperatur detektoru (RTD) temperaturun ölçülməsi üçün elektrik keçiricisinin müqavimətindən istifadə edir. Dirijorun müqaviməti zamanla dəyişir. Dirijorun bu xüsusiyyəti temperaturun ölçülməsi üçün istifadə olunur. RTD-nin əsas funksiyası temperaturla müqavimətdə müsbət dəyişiklik verməkdir.
Metalın yüksək temperatur əmsalı var, yəni temperaturun artması ilə onların temperaturu artır. Karbon və germaniumun aşağı temperatur əmsalı var ki, bu da onların müqavimətinin temperaturla tərs mütənasib olduğunu göstərir.
Müqavimət termometri platin, mis və ya nikel kimi son dərəcə saf metallardan hazırlanmış həssas elementdən istifadə edir. Metalın müqaviməti temperaturla düz mütənasibdir. Əsasən platin müqavimət termometrində istifadə olunur. Platin yüksək sabitliyə malikdir və yüksək temperatura davam edə bilir.
Qızıl və gümüş RTD üçün istifadə edilmir, çünki onların müqaviməti aşağıdır. Volfram yüksək müqavimətə malikdir, lakin çox kövrəkdir Mis RTD elementini hazırlamaq üçün istifadə olunur, çünki aşağı müqavimətə malikdir və həm də daha ucuzdur. Misin yeganə dezavantajı onun aşağı xətti olmasıdır. Misin maksimum temperaturu təxminən 120oC-dir.
RTD materialı platin, nikel və ya nikel ərintilərindən hazırlanır. Nikel məftilləri məhdud temperatur diapazonu üçün istifadə olunur, lakin onlar olduqca qeyri-xəttidir.
RTD-lərdə istifadə olunan dirijorun tələbləri aşağıdakılardır
Materialın müqaviməti yüksəkdir ki, dirijorun minimum həcmi tikinti üçün istifadə olunur
Materialın temperatura qarşı müqavimətinin dəyişməsi mümkün qədər yüksək olmalıdır.
Materialın müqaviməti temperaturdan asılıdır
Müqavimət termometri zədədən qorunmaq üçün qoruyucu borunun içərisinə yerləşdirilir. Rezistiv element platin teli keramika bobinə yerləşdirməklə əmələ gəlir. Bu müqavimət elementi paslanmayan poladdan və ya mis poladdan hazırlanmış borunun içərisinə yerləşdirilir.
Qurğuşun tel müqavimət elementini xarici aparıcı ilə birləşdirmək üçün istifadə olunur. Qurğuşun tel onu qısa qapanmadan qoruyan izolyasiya edilmiş boru ilə örtülmüşdür. Keramika materialı yüksək temperaturlu material üçün izolyator kimi istifadə olunur və aşağı temperaturda lif və ya şüşə istifadə olunur.
Müqavimət termometrləri daha aşağı temperaturlu sənaye tətbiqlərində (600 °C-dən aşağı) termocütləri yavaş-yavaş əvəz edir. Müqavimət termometrləri bir sıra tikinti formalarında gəlir və daha çox sabitlik, dəqiqlik və təkrarlanma təklif edir. Müqavimət temperaturla demək olar ki, xətti olur.
Üstünlüklər
Dezavantajları:
Termocütlər, aralarında temperatur fərqləri olduqda elektromotor qüvvələr (EMF) və ya gərginlik yaradan iki metaldan ibarət sensorlardır. İstehsal olunan gərginliyin miqdarı bu fərqlərdən asılıdır. Termocütlər Seebeck effekti prinsipi əsasında işləyir.
Seeback effekti alman həkimi fizik Tomas Johann Seebeck tərəfindən kəşf edilmişdir. O, bir metal ilə digərindən daha yüksək temperaturda iki fərqli metalın qovşağını meydana gətirərək bir sıra dövrə istehsal edərkən gərginlik yarada bildiyini tapdı. Fərq nə qədər böyükdürsə, gərginlik də bir o qədər yüksəkdir və o, nəticələrin metalın formasından asılı olmadığını müəyyən edib.
Termocüt iki metal ərintisindən əmələ gələn birləşmədən ibarətdir. Qovşağın bir hissəsi temperaturu ölçüləcək mənbəyə yerləşdirilir, digər ucu isə termodinamikanın sıfırıncı qanununa uyğun olaraq sabit istinad temperaturunda saxlanılır. Köhnə termocütlər temperatur mənbəyi kimi buz vannalarından istifadə edir, lakin müasir dövrümüzdəki termocütlər bərk hal temperaturu sensorundan istifadə edirlər.
Termocütlər dəqiqliyi, sürətli reaksiya müddəti, kiçik ölçüləri və həddindən artıq temperaturu ölçmək qabiliyyətinə görə elm və mühəndislikdə qiymətlidir. Sonuncu qabiliyyət istifadə olunan metal birləşmələrə əsaslanır; nikel-nikel birləşməsi -50 °C ilə 1410 °C arasında, renium-renium birləşməsi isə 0 °C ilə 2315 °C arasında ölçə bilər. Ən çox yayılmış birləşmələr dəmir-konstantan, mis-konstantan və xromel-alumeldir. Termocütlərin çatışmazlıqları ondan ibarətdir ki, istehsal olunan siqnallar qeyri-xətti olmaya bilər və buna görə də onların diqqətlə kalibrlənməsi lazımdır.
Qaz termometri temperaturu qazın həcminin və ya təzyiqinin dəyişməsi ilə ölçür. Qaz termometrləri çox aşağı temperaturda yaxşı işləyir.
Qaz termometrinin iki əsas növü var - biri sabit həcmdə, digəri isə sabit təzyiqdə işləyir.
Pirometr yüksək temperaturu ölçmək üçün istifadə olunan bir növ termometrdir. Heç bir fiziki təmas olmadan temperaturun ölçülməsi üçün istifadə olunur. Onun elektromaqnit radiasiyasını ölçməklə bədən istiliyini ölçmək üçün istifadə olunur.
Onun prinsipi isti cismin temperaturu ilə bədən tərəfindən yayılan elektromaqnit şüalanması arasındakı əlaqədən asılıdır. Bədən qızdırıldığı zaman istilik radiasiyası kimi tanınan istilik enerjisi yayır. Bu, elektromaqnit radiasiyasını ölçməklə bədən istiliyini təyin etmək üçün bir texnikadır.
Optik pirometr - Optik pirometr kontaktsız tipli temperatur ölçən cihazdır. O, obyektin parlaqlığını pirometrin içərisinə yerləşdirilən filamentin parlaqlığına uyğunlaşdırmaq prinsipi üzərində işləyir. Optik pirometr sobaların, ərimiş metalların və digər həddindən artıq qızmış materialın və ya mayelərin temperaturunu ölçmək üçün istifadə olunur. Kontakt tipli alətin köməyi ilə yüksək qızdırılan bədənin temperaturunu ölçmək mümkün deyil. Beləliklə, onların temperaturunu ölçmək üçün kontaktsız pirometrdən istifadə olunur.
Optik pirometrin üstünlükləri
Optik pirometrin çatışmazlıqları
Klinik termometr | Laboratoriya termometri |
Klinik termometr 35°C ilə 42°C və ya 94°F ilə 108°F arasında ölçülür. | Laboratoriya termometri ümumiyyətlə -10°C ilə 110°C arasında ölçülür. |
Civə səviyyəsi öz-özünə düşmür, çünki civə səviyyəsinin düşməsinin qarşısını almaq üçün lampanın yanında əyilmə var. | Heç bir bükülmə olmadığı üçün civə səviyyəsi öz-özünə düşür. |
Termometr qoltuq altından və ya ağızdan çıxarıldıqdan sonra temperatur oxuna bilər. | Temperatur termometri temperatur mənbəyində, məsələn, maye və ya başqa bir şeydə saxlayarkən oxunur. |
Civə səviyyəsini aşağı salmaq üçün zərbələr verilir. | Civə səviyyəsini aşağı salmaq üçün qaxac verməyə ehtiyac yoxdur. |
Bədən istiliyini ölçmək üçün istifadə olunur. | Laboratoriyada temperaturu ölçmək üçün istifadə olunur. |
