کنترل و اندازهگیری دما یکی از پارامترهای اساسی و حیاتی در طیف گسترده ای از صنایع غذایی و داروسازی گرفته تا صنایع فرآیندی مانند نفت، گاز و پتروشیمی به شمار می رود. کنترل دقیق دما نه تنها برای تضمین کیفیت محصول و راندمان فرآیند ضروری است بلکه در بسیاری از موارد برای ایمنی عملیات و جلوگیری از حوادث ناگوار نیز اهمیت فوق العادهای دارد.
ترمومتر (گیج دما) یا دماسنج (Thermometer)، ابزاری پرمصرف و پرکاربرد است که جهت اندازه گیری و نمایش محلی دمای یک جسم یا سیال به صورت تماسی یا غیرتماسی در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. این تجهیزات در انواع بسیار متنوعی طراحی و ساخته می شوند که هر یک بر اساس اصول فیزیکی متفاوتی کار کرده و برای محدوده های دمایی، دقت و محیط های عملیاتی خاصی مناسب هستند.
انتخاب ترمومتر مناسب برای یک کاربرد صنعتی نیازمند درک صحیح از اصول عملکرد انواع مختلف آن ها، مزایا و معایب هر یک و همچنین شناخت دقیق شرایط فرآیندی و الزامات اندازه گیری است. فروشگاه آنلاین پیکاتک، به عنوان مرجع تخصصی ابزار دقیق در ایران مجموعهای کامل از انواع ترمومترهای صنعتی با کیفیت را ارائه می دهد و این مقاله نیز در راستای افزایش دانش فنی متخصصان و راهنمای خرید ترمومتر تهیه شده است.
پیکاتک | مرجع تخصصی ترمومتر تلسکوپی ویکا | تضمین کیفیت و مشاوره فنی توسط کارشناسان فروش
اندازهگیری دما در صنایع از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است زیرا دما یکی از مهم ترین پارامترهای فرآیندی در بسیاری از خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی به شمار می رود. دما تأثیر مستقیم بر کیفیت محصول نهایی دارد مثلاً در صنایع غذایی، اگر دمای پخت، سردسازی یا نگهداری به درستی کنترل نشود، محصول از نظر ایمنی یا طعم قابل قبول نخواهد بود یا در صنایع دارویی، هرگونه انحراف از دمای استاندارد می تواند اثربخشی دارو را کاهش دهد.
علاوه بر این در بسیاری از فرآیندها مانند پالایشگاه ها، نیروگاه ها یا کورههای صنعتی، افزایش بیش از حد دما می تواند منجر به انفجار، آتشسوزی یا آسیب به تجهیزات شود اما اندازهگیری و پایش دقیق دما به صورت پیوسته می تواند از بروز این خطرات جلوگیری کند.
دما بهطور مستقیم بر مصرف انرژی تأثیر می گذارد و کنترل بهینه آن به کاهش اتلاف انرژی، افزایش راندمان و کاهش هزینه ها کمک می کند. مثلاً در یک بویلر صنعتی، تنظیم دقیق دمای آب و بخار باعث افزایش راندمان گرمایی می شود. در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، دما باید در یک بازه دقیق نگه داشته شود تا واکنش های شیمیایی یا تغییرات فیزیکی موردنظر به درستی انجام شوند به عنوان مثال واکنش های کاتالیزوری در صنایع شیمیایی که به شدت به دما وابستهاند.
اندازه گیری دما به دو روش اصلی تماسی (Contact) و غیر تماسی (Non-Contact) انجام می شود. درک تفاوت های این دو در انتخاب دماسنج مناسب برای نیازها و محیط شما مثلاً کنترل کیفیت در صنایع غذایی، داروسازی، مهندسی یا محیط زیست بسیار مهم است. در ادامه انواع روش های اندازه گیری دما معرفی می شوند:
در این روش سنسور مستقیماً با جسم یا محیط مورد نظر در تماس فیزیکی است تا دمای آن را اندازه گیری کند و انتقال حرارت به سنسور از طریق رسانش (Conduction) انجام می شود. این ترمومترها می توانند شامل پراب های نفوذی (رایج ترین نوع، با نوک تیز، اغلب برای قرار دادن در غذا)، پراب های غوطه وری (برای مایعات)، پراب های هوا (معمولاً برای اندازه گیری هوای محیط های منجمد/سرد/فر) و پرابهای سطحی برای اندازهگیری سطوح صاف مانند صفحات داغ باشند که پرابهای نوک تیز ممکن است در تماس با آنها مشکل داشته باشند.
انواع مختلفی از سنسورهای دما مانند ترموکوپلها، حسگرهای ترمیستور یا PT100 وجود دارند که در این نوع ترمومترها برای اندازه گیری دما استفاده می شوند. معمولا ترموکوپل ها به دلیل محدوده دمایی وسیع، هزینه کم و زمان پاسخ سریع مورد استفاده قرار می گیرند.
سنسورهای ترمیستور معمولاً زمانی استفاده می شوند که دقت بالاتری مورد نیاز باشد. آنها محدوده اندازهگیری کوچکتری دارند اما به عنوان یکی از دقیق ترین سنسورهای دمای روزمره در نظر گرفته می شوند و اندازه گیری های با دقت بالا +/- 0.4 درجه سانتیگراد یا بهتر را ارائه می دهند. علاوه براین سنسورهای PT100 می توانند دقت بالاتری را ارائه دهند و اغلب در کاربردهای آزمایشگاهی یا به عنوان اندازه گیری مرجع استفاده می شوند.
در این روش، سنسور بدون تماس فیزیکی، با اندازهگیری تابش حرارتی (Infrared Radiation) ساطع شده از جسم، دمای آن را محاسبه می کند. دماسنج های غیر تماسی فقط دمای سطح را اندازهگیری می کنند و اغلب به دلیل اینکه بسیاری از آنها دارای دید لیزری هستند، به عنوان دماسنج های IR (مادون قرمز) یا لیزری شناخته می شوند. ترمومترهای تماسی به طور قابل توجهی دقیق تر از ترمومترهای مادون قرمز هستند اما ترمومترهای مادون قرمز سریع تر (فوری) از ترمومترهای پراب دار پاسخ می دهند.
این ترمومترها بر این اساس کار می کنند که تمام اجسام بالاتر از صفر مطلق، انرژی مادون قرمز ساطع می کنند و این همان چیزی است که دماسنج های غیر تماسی اندازه گیری می کنند و آن را به عنوان دمای خوانده شده نمایش می دهند.
این واقعیت که تماس با جسم مورد اندازهگیری لازم نیست می تواند به چند دلیل یک مزیت باشد، به عنوان مثال ایمنی (اگر جسم از نظر الکتریکی "برقدار" باشد)، دسترسی (همه پراب ها نمی توانند به مناطق دشوار برای اندازه گیری دسترسی پیدا کنند) و همچنین یکپارچگی محصول (مواد غذایی که ممکن است با ورود پراب آسیب ببینند).
ترمومترهای صنعتی را می توان بر اساس اصل عملکرد و کاربردهای آنها به دسته های زیر تقسیم بندی کرد:
یکی از قدیمی ترین و دقیق ترین انواع دماسنج، ترمومتر جیوهای است. ترمومتر جیوهای بر اساس انبساط حرارتی جیوه کار می کند. داخل لولهای شیشهای، مقداری جیوه (عنصر فلزی مایع) وجود دارد که با افزایش دما منبسط میشود و در داخل لوله باریک بالا می رود. مقیاس دما به صورت مدرج روی بدنه شیشه ای قرار دارد و با مشاهده موقعیت جیوه می توان دمای محیط یا جسم را تعیین کرد.
قانون اصلی عملکرد: افزایش دما → افزایش حجم جیوه → افزایش ارتفاع در لوله مدرج
ترمومتر الکلی نیز مانند ترمومتر جیوهای بر اساس انبساط حرارتی مایع کار می کند. با این تفاوت که در این نوع ترمومتر، به جای جیوه، از الکل رنگی (معمولاً با رنگ قرمز، آبی یا سبز) به عنوان سیال استفاده می شود. با افزایش دما حجم الکل زیاد شده و در لوله شیشهای باریک بالا می رود و محل قرارگیری سطح الکل نشان دهنده دمای محیط یا جسم است.
قانون عملکرد: افزایش دما → انبساط الکل → بالا رفتن سطح در لوله مدرج
ترمومتر یا گیج دمای عقربه ای بی متال برای اندازه گیری و نمایش دمای سیالات در محل طراحی شده است. ترمومتر بی متال بر اساس انبساط حرارتی دو فلز با ضرایب انبساط مختلف کار می کند. این دو فلز به صورت نوار باریک به هم متصل شدهاند.
هنگامی که دمای سیال تغییر می کند، یکی از فلزها بیشتر از دیگری منبسط یا منقبض می شود و باعث خم شدن نوار بیمتال می شود. در نهایت این تغییر مکان مکانیکی (خمشدگی) به یک عقربه متصل است که روی صفحه مدرج حرکت می کند و دمای سیال را نمایش می دهد.
اصل عملکرد: افزایش دما → انبساط بیشتر یکی از فلزها → خم شدن نوار → حرکت عقربه
ترمومتر گازی نیز یکی از انواع گیج دما است که عملکرد آن بر اساس اصول انبساط حرارتی گاز و تغییر فشار ناشی از دما است. این ترمومتر از سه جزء اصلی حباب حسگر (Bulb)محل قرارگیری گاز (معمولاً نیتروژن، آرگون یا هلیوم)، لوله کپیلاری (Capillary Tube) انتقال دهنده تغییرات فشار و مکانیزم اندازهگیری (Bourdon Tube) مبدل تغییر فشار به حرکت عقربه تشکیل شده است.
در این ترمومترها با افزایش دمای سیال، گاز داخل حباب منبسط شده و فشار آن بالا می رود. این افزایش فشار از طریق لوله کپیلاری به یک مکانیزم مکانیکی منتقل می شود و باعث حرکت عقربه روی صفحه مدرج می شود.
اصل عملکرد: افزایش دما → افزایش فشار گاز → تغییر شکل مکانیکی → نمایش دما
ترمومتر لیزری مادون قرمز نقش مهمی در کنترل کیفیت تولید، نگهداری و عیب یابی تجهیزات، صرفه جویی در مصرف انرژی و سایر کاربردها ایفا می کند. این ترمومترها دما را از طریق روش غیرتماسی اندازه گیری می کنند و نتایج سریع و دقیقی ارائه میدهند.
ترمومترهای لیزری به کاربران این امکان را می دهند که دماهای بالا را از فاصله ایمن اندازه گیری کنند. همچنین ترمومترهای لیزری با نام های دیگری نظیر ترمومتر دیجیتال، ترمومتر مادون قرمز و ترمومتر تفنگی نیز شناخته می شوند.
ترمومتر لیزری یکی از ابزارهای غیرتماسی اندازهگیری دما است که با استفاده از تشعشعات مادون قرمز ساطع شده از سطح اجسام، دمای آنها را بدون نیاز به تماس فیزیکی اندازه گیری می کند. "لیزر" در این ترمومتر صرفاً بهعنوان نشانگر نوری برای تعیین دقیق محل هدف استفاده می شود، و خود لیزر در اندازه گیری دخیل نیست.
همه اجسام گرم، تابش حرارتی (Infrared Radiation) از خود منتشر می کنند. ترمومتر لیزری با استفاده از یک حسگر (معمولاً ترموپایل یا دتکتور حرارتی) مقدار این تابش را جذب کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
سپس این سیگنال توسط مدار داخلی دستگاه به درجه حرارت معادل (°C یا °F) تبدیل و روی نمایشگر نشان داده می شود. توجه نمایید که در اندازهگیری دما با ترمومتر لیزری، ضریب تابش (Emissivity) جسم نقش مهمی در دقت دارد.
ترمومتر پرابدار یکی از متداول ترین ابزارهای تماسی برای اندازه گیری دما است. این ترمومتر دارای یک میله یا سنسور نوک تیز به نام "پراب" است که به صورت مستقیم در تماس با ماده مورد نظر قرار می گیرد. این نوع ترمومترها اغلب الکترونیکی یا دیجیتال هستند و دارای نمایشگر عددی می باشند.
در ترمومترهای پراب دار، از سنسورهایی مانند ترمیستور (NTC/PTC)، RTD (مثل Pt100) و ترموکوپل (نوع K، T، J و غیره) در نوک پراب استفاده می شود. وقتی پراب با جسم، سیال یا محیط تماس پیدا می کند، دمای آن باعث تغییر مقاومت یا ولتاژ در سنسور شده و دستگاه آن را بهصورت عددی بر حسب درجه سانتی گراد (°C) یا فارنهایت (°F) نمایش می دهد. اصل عملکرد به نوع سنسور داخلی وابسته است اما همه آن ها از طریق رسانش حرارتی (Conduction) و تماس فیزیکی عمل می کنند.
ابزار اندازهگیری دما در محیطها و فرآیندهای مختلف است.
انواع رایج شامل ترمومتر جیوهای، الکلی، دیجیتال، مقاومتی (RTD)، ترموکوپل و مادون قرمز هستند.
بر اساس تغییر مقاومت الکتریکی فلز (معمولاً پلاتین) نسبت به دما کار میکند.
ترموکوپل از اتصال دو فلز مختلف ساخته میشود و برای اندازهگیری دما در بازههای وسیع صنعتی استفاده میشود.
بسته به نوع، دقت از ۰.۱ تا چند درجه سانتیگراد متغیر است. معمولاً RTDها دقت بالاتری نسبت به ترموکوپل دارند.
خوانش سریع، نمایشگر واضح و قابلیت ثبت داده دیجیتال.
بیشتر از پلاتین (PT100)، نیکل یا مس برای ساخت RTD استفاده میشود.
کالیبراسیون منظم باعث اطمینان از دقت و صحت اندازهگیری در فرآیندهای صنعتی میشود.
دما را از طریق دریافت انرژی تشعشعی اجسام بدون تماس مستقیم (Non-contact) اندازه میگیرد.
در پالایشگاهها، صنایع غذایی، داروسازی، نیروگاهها، صنایع شیمیایی و هر مکانی که پایش دقیق دما حیاتی باشد.
نیاز به معرفی یا خرید هرکدام از انواع ترمومتر با تضمین اصالت و ارسال فوری دارید؟
ترمومترهای صنعتی جهت اندازه گیری دما در طیف گسترده ای از صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از کاربردهای رایج ترمومتر به شرح زیر است:
دوربین حرارتی یا دوربین ترموگراف (Thermal Imager) دستگاهی است که انرژی حرارتی ساطع شده از اجسام را به تصویر قابل مشاهده تبدیل می کند. برخلاف دوربین های معمولی که نور مرئی را ثبت می کنند، دوربین حرارتی تابش مادون قرمز (Infrared Radiation) را شناسایی می کند و بر اساس شدت این تابش، اختلاف دما را در قالب تصویر گرمایی (Thermal Image) نمایش می دهد.
همه اجسام دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند و انرژی مادون قرمز ساطع می کنند که سنسور دوربین این انرژی را شناسایی میکند. حسگر مادون قرمز (مانند میکروبولومتر یا InSb) شدت تابش حرارتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. سیگنال ها توسط پردازنده داخلی تحلیل و به یک تصویر رنگی تبدیل می شوند که در آن هر رنگ نشان دهنده یک بازه دمایی خاص است. کاربر می تواند نواحی گرم، سرد یا دارای نشتی حرارتی را در تصویر مشاهده کند و دمای نقاط مختلف معمولاً با دقت بالا قابل اندازه گیری است.
ترموگرافی مادون قرمز این قابلیت را فراهم می کند که به تشخیص مشکلات نامحسوس قبل از اینکه منجر به خرابی شوند، کمک کند. در محیط های صنعتی، برخی از مشکلات تجهیزات را می توان از طریق لرزش یا صداهای غیرمعمول تشخیص داد، اما بسیاری از مشکلات دیگر چنین علائم آشکاری ندارند.
بسیاری از مشکلات الکتریکی را میتوان با الگوهای حرارتی آنها تشخیص داد که در صورت عدم شناسایی، می توانند منجر به خرابی تجهیزات یا خطر الکتریکی جدی تری شوند. یافتن مشکلات رطوبت در سقف ها و دیوارها قبل از اینکه به اندازهای جدی شوند که به محتویات ساختمان آسیب برسانند یا آنها را از بین ببرند، می تواند بسیار دشوار باشد.
قیمت ترمومترهای صنعتی علاوه بر شرایط بازار و نوسان دلار بر اساس مشخصات فنی شرکت سازنده متفاوت است. در ادامه برخی از مهمترین عوامل موثر بر قیمت ترمومتر ذکر می شود:
اندازه گیری دقیق دما یکی از ستونهای اصلی کنترل و بهینه سازی فرآیندهای صنعتی است. تنوع ترمومترهای موجود با اصول عملکرد متفاوت، انتخاب ابزار مناسب را نیازمند دانش فنی و درک عمیق از ویژگی های هر یک می سازد. از ترمومترهای بی متال ساده و مقاوم گرفته تا RTD های دقیق و پایدار، ترموکوپل های با محدوده دمایی وسیع، و ترمومترهای لیزری غیرتماسی، هر یک جایگاه و کاربرد خاص خود را در دنیای صنعت دارند.
با در نظر گرفتن دقیق الزامات فرآیندی شامل محدوده دما، دقت مورد نیاز، نوع سیال، شرایط محیطی و بودجه، میتوان مناسب ترین ترمومتر را انتخاب کرد. تیم متخصصان فنی در فروشگاه آنلاین پیکاتک، با تجربه و دانش گسترده در زمینه ابزار دقیق، آماده ارائه مشاوره تخصصی و راهنمایی شما در انتخاب انواع ترمومترهای صنعتی با کیفیت بالا از برندهای معتبر جهانی هستند.
ما در پیکاتک، با ارائه طیف وسیعی از ترمومترها و سایر تجهیزات ابزار دقیق، در کنار شما هستیم تا فرآیندهای صنعتی خود را با دقت، ایمنی و راندمان بیشتر مدیریت کنید. برای دریافت مشاوره رایگان و انتخاب بهترین ترمومتر برای نیازهای خود، با کارشناسان ما در پیکاتک به شماره 88109770-021 تماس بگیرید.