थर्मोमिटर एक उपकरण हो जसले तापमान वा तापक्रम ढाँचा मापन गर्दछ, विभिन्न सिद्धान्तहरू प्रयोग गरेर। थर्मोमिटरमा दुईवटा महत्त्वपूर्ण तत्वहरू हुन्छन् - तापक्रम सेन्सर जसमा भौतिक तापक्रमसँगै केही भौतिक परिवर्तनहरू हुन्छन् जस्तै पारा थर्मोमिटर र वसन्तमा बल्ब वा यस भौतिक परिवर्तनलाई मानमा रूपान्तरण गर्ने अन्य माध्यमहरू जस्तै पारा थर्मोमिटरमा स्केल।
थर्मामीटरका विभिन्न प्रकारहरू छन्।
गिलास थर्मोमिटरमा तरल पदार्थले तापक्रममा तरलको मात्रामा भिन्नतालाई प्रयोग गर्दछ। तिनीहरूले तथ्यलाई प्रयोग गर्छन् कि अधिकांश तरल पदार्थ तताउँदा विस्तार हुन्छ। तरल पदार्थ सिल गरिएको गिलास बल्बमा समावेश हुन्छ, र यसको विस्तार थर्मोमिटरको स्टेममा कोरिएको स्केल प्रयोग गरेर मापन गरिन्छ। हामीलाई थाहा छ कि थर्मोमिटरले भौतिक गुणको रूपमा विस्तार गर्दैन तापक्रमको साथ तरलको लम्बाइको भिन्नतालाई प्रयोग गर्दछ।
तरल-इन-ग्लास थर्मोमिटरहरूमा सामान्यतया प्रयोग हुने तरल पदार्थहरू पारा र अल्कोहल हुन्। प्रयोग गरिएको तरल पदार्थको आधारमा, तिनीहरू दुई प्रकारका हुन्छन्: पारा-इन-ग्लास थर्मोमिटर र अल्कोहल-इन-ग्लास थर्मोमिटर।
गिलास थर्मामीटरमा तरल दुई आधारभूत भागहरू हुन्छन्:
फाइदा:
बेफाइदाहरू:
यी एक जर्मन भौतिकशास्त्री डेनियल गेब्रियल फारेनहाइट द्वारा आविष्कार गरिएको थियो।
यो थर्मोमिटरमा सिसाको नलीमा पारा हुन्छ। ट्यूबमा क्यालिब्रेट चिन्हहरूले तापक्रमलाई ट्यूब भित्र पाराको लम्बाइद्वारा पढ्न अनुमति दिन्छ। तापक्रम अनुसार ट्यूब भित्र पाराको लम्बाइ फरक हुन्छ। संवेदनशीलता बढाउनको लागि, थर्मोमिटरको अन्त्यमा सामान्यतया पाराको बल्ब हुन्छ जसमा धेरैजसो पारा हुन्छ; पाराको यो आयतनको विस्तार र संकुचनलाई ट्यूबको धेरै साँघुरो बोरमा विस्तार गरिन्छ। पारा माथिको ठाउँ नाइट्रोजनले भरिएको हुन सक्छ वा यो शून्य हुन सक्छ।
मर्करी-इन-ग्लास थर्मोमिटरले -38 °C देखि 356 °C सम्मको फराकिलो तापमान दायरालाई कभर गर्दछ, यद्यपि उपकरणमा ग्यासको प्रवेशले दायरा 600 °C वा त्यसभन्दा माथि बढाउन सक्छ।
पारा-इन-ग्लास थर्मोमिटरका फाइदाहरू
पारा-इन-ग्लास थर्मामीटरको बेफाइदाहरू
तरल पदार्थको रूपमा, यसले इथाइल अल्कोहल, टोल्युइन र प्राविधिक पेन्टेन प्रयोग गर्दछ, जुन -200 डिग्री सेल्सियससम्म प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसको दायरा -200°C देखि 80°C हो, यद्यपि दायरा प्रयोग गरिएको रक्सीको प्रकारमा अत्यधिक निर्भर हुन्छ।
फाइदा: यसको सबैभन्दा ठूलो फाइदा यो हो कि यो धेरै कम तापमान मापन गर्न सक्छ।
हानि: रक्सी पारदर्शी भएकोले, यसलाई देख्नको लागि रङ चाहिन्छ। रङहरूले अशुद्धताहरू थप्ने प्रवृति गर्दछ जुन रक्सीको रूपमा समान तापमान दायरा नहुन सक्छ। यसले विशेष गरी प्रत्येक तरलको सीमामा पढ्न गाह्रो बनाउँछ। साथै, रक्सी भिजेको गिलास।
प्रतिरोध थर्मोमिटर वा प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर (RTD) तापक्रम नाप्नको लागि विद्युतीय कन्डक्टरको प्रतिरोध प्रयोग गर्दछ। कन्डक्टरको प्रतिरोध समय अनुसार फरक हुन्छ। कन्डक्टरको यो गुण तापक्रम मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ। RTD को मुख्य कार्य तापमान संग प्रतिरोध मा सकारात्मक परिवर्तन दिन छ।
धातुमा उच्च-तापमान गुणांक हुन्छ जसको मतलब तापक्रम वृद्धिसँगै तिनीहरूको तापक्रम बढ्छ। कार्बन र जर्मेनियमको कम-तापमान गुणांक छ जसले देखाउँछ कि तिनीहरूको प्रतिरोध तापमानको विपरीत समानुपातिक छ।
प्रतिरोधी थर्मोमिटरले प्लैटिनम, तामा वा निकल जस्ता अत्यन्त शुद्ध धातुहरूबाट बनेको संवेदनशील तत्व प्रयोग गर्दछ। धातु को प्रतिरोध तापमान को सीधा समानुपातिक छ। प्रायजसो, प्लेटिनम एक प्रतिरोध थर्मामीटर मा प्रयोग गरिन्छ। प्लेटिनम उच्च स्थिरता छ, र यो उच्च तापमान सामना गर्न सक्छ।
सुन र चाँदी RTD को लागि प्रयोग गरिँदैन किनभने तिनीहरूसँग कम प्रतिरोधात्मकता छ। टंगस्टनमा उच्च प्रतिरोधात्मकता छ, तर यो अत्यन्तै भंगुर छ RTD तत्व बनाउनको लागि कपर प्रयोग गरिन्छ किनभने यसमा कम प्रतिरोधात्मकता छ र यो पनि कम खर्चिलो छ। तामाको एकमात्र हानि यो हो कि यसमा कम रेखीयता छ। तामाको अधिकतम तापमान लगभग 120oC हुन्छ।
RTD सामग्री प्लेटिनम, निकल वा निकल को मिश्र धातु बनेको छ। निकल तारहरू सीमित तापमान दायराको लागि प्रयोग गरिन्छ, तर तिनीहरू एकदम ननलाइनर हुन्।
RTDs मा प्रयोग हुने कन्डक्टरका आवश्यकताहरू निम्न छन्
सामग्रीको प्रतिरोधात्मकता उच्च छ ताकि कन्डक्टरको न्यूनतम मात्रा निर्माणको लागि प्रयोग गरिन्छ
तापमान सम्बन्धी सामग्रीको प्रतिरोधमा परिवर्तन सम्भव भएसम्म उच्च हुनुपर्छ।
सामाग्री को प्रतिरोध तापमान मा निर्भर गर्दछ
प्रतिरोधी थर्मोमिटर क्षति विरुद्ध सुरक्षा प्रदान गर्न सुरक्षा ट्यूब भित्र राखिएको छ। सिरेमिक बबिनमा प्लेटिनम तार राखेर प्रतिरोधी तत्व बनाइन्छ। यो प्रतिरोध तत्व ट्यूब भित्र राखिएको छ जुन स्टेनलेस स्टील वा तामा इस्पात बाट बनेको छ।
बाहिरी नेतृत्व संग प्रतिरोध तत्व जडान गर्न नेतृत्व तार प्रयोग गरिन्छ। सीसा तारलाई इन्सुलेटेड ट्यूबले ढाकिएको हुन्छ जसले यसलाई सर्ट सर्किटबाट जोगाउँछ। सिरेमिक सामग्री उच्च-तापमान सामग्रीको लागि इन्सुलेटरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ र कम-तापमान फाइबर वा गिलासको लागि प्रयोग गरिन्छ।
प्रतिरोधी थर्मोमिटरहरू बिस्तारै धेरै कम तापक्रम औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा (६०० डिग्री सेल्सियसभन्दा कम) थर्मोकलहरू प्रतिस्थापन गर्दैछन्। प्रतिरोधी थर्मामीटरहरू धेरै निर्माण फारमहरूमा आउँछन् र अधिक स्थिरता, शुद्धता, र दोहोर्याउने क्षमता प्रदान गर्दछ। प्रतिरोध तापमान संग लगभग रैखिक हुन जान्छ।
फाइदा
बेफाइदाहरू:
थर्मोकोपलहरू दुई धातुहरू मिलेर बनेका सेन्सरहरू हुन् जसले इलेक्ट्रोमोटिभ फोर्सहरू (EMFs) वा भोल्टेजहरू उत्पन्न गर्दछ जब तिनीहरू बीचको तापमान भिन्नता हुन्छ। उत्पादन भोल्टेज को मात्रा यी भिन्नताहरूमा निर्भर गर्दछ। थर्मोकोपलहरू सीबेक प्रभावको सिद्धान्तमा आधारित हुन्छन्।
सीब्याक प्रभाव जर्मन चिकित्सक बनेका भौतिकशास्त्री थोमस जोहान सीबेकले पत्ता लगाएका थिए। उनले पत्ता लगाए कि जब उनले दुई फरक धातुको जंक्शन बनाएर सर्किटको श्रृंखला उत्पादन गरे, एउटा धातुलाई अर्को भन्दा बढी तापक्रममा, उसले भोल्टेज उत्पन्न गर्न सक्षम थियो। ठूलो भिन्नता, उच्च भोल्टेज, र उनले फेला पारे कि परिणामहरू धातुको आकारबाट स्वतन्त्र थिए।
थर्मोकोपल दुई धातु मिश्रहरू द्वारा बनेको जंक्शनबाट बनेको हुन्छ। जंक्शन को एक भाग एक स्रोत मा राखिएको छ जसको तापमान मापन गर्न को लागी छ, जबकि अर्को छेउ थर्मोडायनामिक्स को zeroth कानून अनुसार एक स्थिर सन्दर्भ तापमान मा राखिएको छ। पुरानो थर्मोकलहरूले आफ्नो तापक्रम स्रोतको रूपमा बरफ स्नान प्रयोग गर्छन्, तर आधुनिक दिनहरूले ठोस अवस्था तापमान सेन्सर प्रयोग गर्छन्।
थर्मोकलहरू तिनीहरूको शुद्धता, द्रुत प्रतिक्रिया समय, सानो आकार, र चरम तापक्रम मापन गर्ने क्षमताको कारणले विज्ञान र इन्जिनियरिङमा मूल्यवान छन्। पछिल्लो क्षमता प्रयोग गरिएको धातु संयोजनमा आधारित छ; निकल-निकेल संयोजनले -50 °C देखि 1410 °C मापन गर्न सक्छ, जबकि रेनियम-रेनियम संयोजनले 0 °C देखि 2315 °C मापन गर्न सक्छ। सबैभन्दा सामान्य संयोजनहरू फलाम-कन्स्ट्यान्टन, कपर-कन्स्ट्यान्टन र क्रोमेल-अलुमेल हुन्। थर्मोकोपलका बेफाइदाहरू यो हो कि उत्पादित संकेतहरू गैर-रैखिक नहुन सक्छ, र यसैले तिनीहरूलाई सावधानीपूर्वक क्यालिब्रेट गर्न आवश्यक छ।
ग्यास थर्मोमिटरले ग्यासको भोल्युम वा दबाबमा भिन्नताद्वारा तापक्रम नाप्छ। ग्यास थर्मोमिटरले धेरै कम तापक्रममा राम्रो काम गर्छ।
त्यहाँ दुई मुख्य प्रकारका ग्यास थर्मोमिटरहरू छन् - एउटा स्थिर भोल्युममा र अर्को स्थिर दबाबमा।
पाइरोमिटर एक प्रकारको थर्मोमिटर हो जुन उच्च तापक्रम मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ। यो कुनै पनि शारीरिक सम्पर्क बिना तापमान मापन को लागी प्रयोग गरिन्छ। यसको विद्युत चुम्बकीय विकिरण मापन गरेर शरीरको तापक्रम मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ।
यसको सिद्धान्त तातो शरीरको तापक्रम र शरीर द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण बीचको सम्बन्धमा निर्भर गर्दछ। शरीरलाई तताउँदा यसले तापीय उर्जा उत्सर्जन गर्छ जसलाई ताप विकिरण भनिन्छ। यो यसको विद्युत चुम्बकीय विकिरण मापन गरेर शरीरको तापक्रम निर्धारण गर्ने प्रविधि हो।
अप्टिकल पाइरोमिटर - अप्टिकल पाइरोमिटर एक गैर-सम्पर्क प्रकार तापमान मापन उपकरण हो। यसले पाइरोमिटर भित्र राखिएको फिलामेन्टको चमकसँग वस्तुको चमक मिलाउने सिद्धान्तमा काम गर्दछ। अप्टिकल पाइरोमिटर भट्टी, पग्लिएको धातु र अन्य अति तताइएको सामग्री वा तरल पदार्थको तापक्रम नाप्न प्रयोग गरिन्छ। कन्ट्याक्ट टाइप इन्स्ट्रुमेन्टको सहायताले अत्यधिक तातो भएको शरीरको तापक्रम नाप्न सम्भव छैन। त्यसैले तिनीहरूको तापक्रम नाप्नको लागि गैर-सम्पर्क पाइरोमिटर प्रयोग गरिन्छ।
अप्टिकल पाइरोमिटरका फाइदाहरू
अप्टिकल पाइरोमिटरको बेफाइदाहरू
क्लिनिकल थर्मोमिटर | प्रयोगशाला थर्मोमिटर |
क्लिनिकल थर्मोमिटर 35°C देखि 42°C वा 94°F देखि 108°F सम्म मापन गरिन्छ। | प्रयोगशाला थर्मोमिटर सामान्यतया -10 डिग्री सेल्सियस देखि 110 डिग्री सेल्सियस सम्म मापन गरिन्छ। |
पाराको स्तर आफैमा खस्दैन, किनकि पाराको स्तर घट्नबाट रोक्नको लागि बल्बको छेउमा एउटा किंक हुन्छ। | बुधको स्तर आफैमा झर्छ किनकि कुनै किंक अवस्थित छैन। |
थर्मोमिटर बगल वा मुखबाट हटाएपछि तापक्रम पढ्न सकिन्छ। | तापक्रमको स्रोतमा थर्मोमिटर राख्दा तापक्रम पढिन्छ, जस्तै तरल पदार्थ वा अन्य कुनै चीज। |
पाराको स्तर कम गर्नका लागि झटका दिइन्छ। | पारा स्तर कम गर्न एक झटका दिन आवश्यक छैन। |
यो शरीरको तापक्रम लिन प्रयोग गरिन्छ। | यसलाई प्रयोगशालामा तापक्रम लिन प्रयोग गरिन्छ। |
