Tin tức - sự kiện
Đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim là gì?
Nội dung bài viết:
Giới thiệu về đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim
Nhiệt kế lưỡng kim là nhiệt kế dựa trên nguyên lý chức năng là kim loại giãn nở khác nhau tùy thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ. Nhiệt kế lưỡng kim luôn bao gồm hai dải kim loại khác nhau có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Hai dải được ghép lại với nhau không thể tách rời và do đó tạo thành dải lưỡng kim. Khi nhiệt độ thay đổi, các kim loại khác nhau giãn nở ở các mức độ khác nhau, dẫn đến biến dạng cơ học của dải lưỡng kim. Biến dạng cơ học này có thể được phát hiện trong chuyển động quay. Hệ thống đo hoạt động dưới dạng ống xoắn ốc hoặc xoắn ốc. Chuyển động này được truyền đến kim của nhiệt kế thông qua trục kim, do đó cho phép đo nhiệt độ.
Ưu điểm của nhiệt kế lưỡng kim bao gồm
- Thiết kế đơn giản và mạnh mẽ
- Rẻ hơn các loại nhiệt kế khác
- Chúng hoàn toàn cơ học và không cần bất kỳ nguồn điện nào để hoạt động.
- Dễ dàng lắp đặt và bảo trì
- Phản ứng gần như tuyến tính với sự thay đổi nhiệt độ
- Thích hợp cho phạm vi nhiệt độ rộng.
Cấu tạo
Đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim được cấu tạo từ các bộ phận chính sau:
- Chân đo: Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi trường cần đo nhiệt độ. Chân đo thường được làm bằng inox để chịu được nhiệt độ và áp suất cao.
- Dải lưỡng kim: Đây là bộ phận cảm biến nhiệt độ chính của đồng hồ. Dải lưỡng kim được tạo thành từ hai kim loại có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, thường là thép và đồng hoặc thép và đồng thau 1, được gắn chặt với nhau. Khi nhiệt độ thay đổi, dải lưỡng kim sẽ bị uốn cong do sự giãn nở không đều của hai kim loại.
- Trục nối: Là bộ phận trung gian kết nối dải lưỡng kim với kim chỉ thị.
- Kim chỉ thị: Hiển thị nhiệt độ đo được trên mặt đồng hồ.
- Mặt đồng hồ: Thể hiện thang đo nhiệt độ, thường được chia độ theo °C hoặc °F.
- Vỏ đồng hồ: Bảo vệ các bộ phận bên trong đồng hồ khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài.
Các loại đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim
Nhiệt kế lưỡng kim dải xoắn
Loại nhiệt kế này sử dụng một dải kim loại lưỡng kim có hình xoắn ốc để đo nhiệt độ. Đầu tự do của dải xoắn ốc được kết nối với trục quay của kim chỉ thị. Dải kim loại này được cuộn xoắn bên trong thân nhiệt kế.
- Khi nhiệt độ tăng, kim loại có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn sẽ giãn nở nhiều hơn, làm cho dải xoắn ốc cuộn chặt lại dọc theo thân nhiệt kế, khiến trục quay và kim chỉ thị di chuyển trên mặt số để hiển thị nhiệt độ môi trường.
- Khi nhiệt độ giảm, kim loại có hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn sẽ co lại, xoay trục theo hướng ngược lại, khiến kim chỉ thị hiển thị mức nhiệt độ thấp hơn.
Nhiệt kế lưỡng kim dải xoắn ốc chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp. Chúng có thể được đặt trong ống bảo vệ (thermowell) để hoạt động ổn định trong môi trường có nhiệt độ và áp suất cao.
Nhiệt kế lưỡng kim dải xoắn ốc
Một dải hình xoắn ốc được sử dụng để đo nhiệt độ trong nhiệt kế dải xoắn ốc lưỡng kim. Khi nhiệt độ tăng, hai dải kim loại giãn nở khác nhau. Điều này tạo ra hiệu ứng uốn cong và các dải cuộn theo cách mà kim loại có hệ số nhiệt cao hơn tạo thành mặt ngoài của hồ quang. Khi nhiệt độ giảm, kim loại có hệ số nhiệt thấp hơn tạo thành lớp bên trong của hồ quang. Con trỏ và mặt số gắn vào xoắn ốc đọc biến dạng này cho biết nhiệt độ của môi trường.
Chúng chủ yếu được sử dụng cho bộ điều nhiệt hoặc đo nhiệt độ môi trường vì chúng nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ thấp.
Ứng dụng của đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim
Đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
- Hệ thống HVAC (sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí): Đo nhiệt độ nước nóng, nước lạnh, không khí trong các hệ thống điều hòa, thông gió. Ví dụ, đo nhiệt độ nước trong hệ thống sưởi ấm trung tâm.
- Lò nướng, lò sấy: Kiểm soát nhiệt độ trong quá trình nướng, sấy thực phẩm, vật liệu. Ví dụ, đo nhiệt độ trong lò nướng bánh mì công nghiệp.
- Máy móc, thiết bị công nghiệp: Giám sát nhiệt độ của dầu máy, nước làm mát, khí nén trong các máy bơm, máy nén khí, động cơ… Ví dụ, đo nhiệt độ dầu trong máy nén khí.
- Đường ống dẫn nước nóng, hơi nước: Đo nhiệt độ của nước nóng, hơi nước trong các đường ống công nghiệp. Ví dụ, đo nhiệt độ hơi nước trong nhà máy điện.
- Ngành công nghiệp thực phẩm: Kiểm soát nhiệt độ trong quá trình chế biến, bảo quản thực phẩm. Ví dụ, đo nhiệt độ trong quá trình sản xuất sữa chua.
- Các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác quá cao: Đo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ phòng…
Đối với các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt (áp suất cao, môi trường ăn mòn), nên sử dụng đồng hồ đo nhiệt độ kèm theo ống bảo vệ (thermowell). Ống bảo vệ giúp bảo vệ chân đo khỏi hư hỏng và cho phép thay thế đồng hồ dễ dàng mà không cần xả hết hệ thống.
Một số loại đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim phổ biến
Đồng hồ đo nhiệt độ Nuova Fima Model TB7
Thông tin cơ bản
- Kích thước: 2,5″, 3″, 4″, 5″ (63-80-100-125 mm)
- Kết nối: Ren
- Phạm vi đo: -10 ~ 450°C
- Áp suất tối đa: 200 psi – 15 bar
- Cấp bảo vệ: IP55 theo EN 60529 / IEC 529…
Đồng hồ đo nhiệt độ Nuova Fima Model TB8
Thông tin cơ bản
- Kích thước: 4″, 5″, 6″ (100, 125, 150 mm)
- Kết nối: Ren
- Phạm vi đo: -40 ~ 500°C
- Áp suất tối đa: 200 psi – 15 bar
- Cấp bảo vệ: IP55 theo EN 60529 / IEC 529…
Đồng hồ đo nhiệt độ chân sau New Flow Model AY-QS
Thông tin cơ bản
- Model: AY-QS
- Vật liệu: SUS 316
- Kích thước: 3″, 4″, 5″
- Kết nối: Ren
- Phạm vi đo: -50 ~ 600ºC
- Độ chính xác: +/ 1%
- Cấp bảo vệ: IP66…
Đồng hồ đo nhiệt độ Hawk Model BTL
Thông tin cơ bản
- Model: BTL
- Vật liệu: SUS 304/316
- Kích thước: 2 1/2″, 3″, 4″, 5″, 6″
- Phạm vi đo: -50 ~ 550ºC…
Tiêu chí lựa chọn
Khi chọn nhiệt kế lưỡng kim cho ứng dụng của bạn, cần xem xét các yếu tố sau:
Dải nhiệt độ: Nhiệt kế cần phù hợp với giới hạn nhiệt độ tối đa và tối thiểu của môi trường sử dụng. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, kim loại trong nhiệt kế có thể giãn nở đến mức không thể co lại, gây hư hỏng vĩnh viễn.
Thân nhiệt kế: Chiều dài và đường kính của thân nhiệt kế cần được xác định dựa trên yêu cầu sử dụng. Điều này bao gồm cả việc tính toán độ sâu hoặc chiều dài ngâm của nhiệt kế trong bể chứa hoặc đường ống.
Ống bảo vệ (Thermowell): Đây là một ống bảo vệ cảm biến nhiệt độ trong môi trường công nghiệp, giúp bảo vệ nhiệt kế khỏi hư hại do nhiệt độ cao, áp suất lớn, dòng chảy mạnh hoặc chất lỏng ăn mòn. Khi lắp ống bảo vệ, nhiệt kế có thể dễ dàng tháo ra và thay thế mà không cần dừng quy trình sản xuất, giúp kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.
Loại nhiệt kế: Nhiệt kế lưỡng kim có thể có dải xoắn ốc hoặc dải xoắn ốc. Nhiệt kế dải xoắn ốc được ưa chuộng cho các ứng dụng công nghiệp như nhà máy lọc dầu, lò đốt dầu, v.v. Các dải lưỡng kim được quấn xoắn ốc bên trong thân và chúng có thể được hỗ trợ bởi các ống nhiệt để hoạt động với nhiệt độ và áp suất cực cao. Nhiệt kế dải xoắn ốc được sử dụng trong bộ điều nhiệt vì độ nhạy của chúng với các biến đổi nhiệt độ thấp.
Đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim là một thiết bị đo nhiệt độ đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ và có độ bền cao. Nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp đến dân dụng.
Mặc dù độ chính xác không cao bằng các loại nhiệt kế điện tử, nhưng đồng hồ đo nhiệt độ lưỡng kim lại có ưu thế về độ bền, chi phí và dễ sử dụng. Do đó, nó là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cao, môi trường khắc nghiệt hoặc khi cần một giải pháp đo nhiệt độ đơn giản và tiết kiệm chi phí.
Tuy nhiên, cần lưu ý về nhược điểm của đồng hồ như độ chính xác không cao và phản ứng chậm để lựa chọn và sử dụng phù hợp với nhu cầu. Đối với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, tốc độ phản hồi nhanh hoặc khả năng đọc từ xa, nên cân nhắc sử dụng các loại nhiệt kế khác như nhiệt kế điện tử, nhiệt kế hồng ngoại.
