انواع گیج های دما و کاربردهای آن ها
گیج های دما ابزارهایی هستند که برای اندازه گیری و نمایش دمای یک محیط یا سیال به کار می روند. این دستگاه ها به عنوان ابزارهای حیاتی در صنایع مختلف برای کنترل فرآیندها تضمین ایمنی و افزایش بهره وری استفاده می شوند. با توجه به اینکه گیج های دما در انواع مختلفی وجود دارند هر یک از آن ها ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند که انتخاب صحیح آن ها بستگی به نوع فرآیند و شرایط محیطی دارد. در این مقاله انواع مختلف گیج های دما و ویژگی های آن ها را بررسی می کنیم.
گیج دما چیست؟
گیج دما (Temperature Gauge) دستگاهی است که دمای محیط مایع یا گاز را اندازه گیری کرده و آن را به صورت عددی یا مکانیکی نمایش می دهد. این ابزار معمولاً برای کنترل دما در سیستم های صنعتی تهویه مطبوع فرآیندهای تولید کنترل سیستم های گرمایشی و بسیاری از دیگر کاربردها استفاده می شود. گیج های دما بسته به نوع تکنولوژی ساخت و نیازهای صنعتی به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
انواع گیج های دما
- گیج دما بی متال (Bimetallic Temperature Gauge)
گیج های بی متال یکی از قدیمی ترین و رایج ترین انواع گیج های دما هستند. در این نوع گیج دو فلز با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت به هم جوش داده می شوند. با افزایش یا کاهش دما یکی از این فلزها سریع تر از دیگری منبسط می شود و باعث تغییر شکل و انحراف یک عقربه یا نمایشگر می شود. این نوع گیج ها به دلیل طراحی ساده و عملکرد مکانیکی خود از دقت بالایی برخوردارند و معمولاً در سیستم های فشار پایین و برای دماهای متعادل مورد استفاده قرار می گیرند.
کاربردها: صنایع غذایی تاسیسات گرمایشی سیستم های تهویه و سیستم های صنعتی با دماهای متوسط.
- گیج دما گازی (Gas Actuated Temperature Gauge)
گیج های دما گازی از یک گاز فشرده برای اندازه گیری دما استفاده می کنند. در این دستگاه ها گاز در داخل یک لوله حاوی سیال قرار دارد و با تغییر دما فشار گاز درون لوله تغییر می کند. این تغییر فشار باعث حرکت عقربه یا نمایشگر می شود. گیج های دمای گازی به دلیل دقت بالا و توانایی اندازه گیری دما در شرایط سخت تر معمولاً در صنایع با دماهای بالا و شرایط صنعتی سخت استفاده می شوند.
کاربردها: صنایع نفت گاز پتروشیمی و نیروگاه ها.
- گیج دما ترموکوپلی (Thermocouple Temperature Gauge)
ترموکوپل ها یکی از پرکاربردترین حسگرهای دما در صنعت هستند. این دستگاه ها از دو فلز مختلف ساخته می شوند که در انتهای خود به هم متصل شده اند. در این اتصال با تغییر دما یک ولتاژ الکتریکی ایجاد می شود که متناسب با دما است. این ولتاژ توسط دستگاه های الکترونیکی اندازه گیری و تبدیل به دما می شود. گیج های ترموکوپلی به دلیل دقت بالا و توانایی اندازه گیری دماهای بسیار بالا و پایین در بسیاری از صنایع پیشرفته کاربرد دارند.
کاربردها: صنایع فولاد هوافضا کنترل فرآیندهای شیمیایی و آزمایشگاه ها.
- گیج دما مقاومتی (Resistance Temperature Detector – RTD)
در این نوع گیج ها از مواد نیمه هادی مانند پلاتین استفاده می شود که مقاومت الکتریکی آن ها با تغییر دما تغییر می کند. این تغییرات مقاومت با استفاده از مدارهای الکترونیکی اندازه گیری و تبدیل به دما می شود. گیج های RTD دقت بالایی دارند و برای اندازه گیری دما در دامنه های مختلف به کار می روند. این نوع گیج ها معمولاً در محیط هایی که نیاز به دقت بالا و عملکرد طولانی مدت دارند استفاده می شوند.
کاربردها: صنایع دارویی غذایی شیمیایی و فرآیندهای حساس به دما.
- گیج دما مایع پر شده (Liquid-filled Temperature Gauge)
گیج های دما مایع پر شده از یک لوله حاوی مایع استفاده می کنند که با افزایش دما مایع منبسط می شود. این انبساط باعث حرکت عقربه یا تغییر شکل نمایشگر می شود. این گیج ها معمولاً در شرایطی که نیاز به مقاومت در برابر لرزش و شوک های فیزیکی وجود دارد کاربرد دارند. به علاوه این گیج ها معمولاً دارای روکش هایی هستند که از آسیب دیدن گیج در شرایط سخت جلوگیری می کند.
کاربردها: تجهیزات متحرک مانند ماشین آلات پمپ ها و دستگاه های صنعتی که در معرض لرزش قرار دارند.
- گیج دما دیجیتال (Digital Temperature Gauge)
گیج های دما دیجیتال از سنسورهای الکترونیکی برای اندازه گیری دما استفاده می کنند و نتیجه را به صورت عددی نمایش می دهند. این گیج ها معمولاً از ترموکوپل ها یا RTD برای اندازه گیری دما استفاده می کنند و داده ها را به صورت مستقیم به نمایشگر دیجیتال منتقل می کنند. گیج های دما دیجیتال به دلیل دقت بالا نمایش واضح و راحت و قابلیت ارتباط با سیستم های خودکار در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی استفاده می شوند.
کاربردها: آزمایشگاه ها صنایع الکترونیکی کنترل فرآیندها و سیستم های تهویه مطبوع.
- گیج دما دیجیتال با نمایشگر ال سی دی (LCD Digital Temperature Gauge)
این نوع گیج ها مشابه گیج های دیجیتال هستند اما با این تفاوت که دارای نمایشگر ال سی دی برای نمایش دقیق تر دما و بعضاً دارای ویژگی های اضافی مانند حافظه داخلی یا قابلیت اتصال به سیستم های مدیریت داده هستند. این نوع گیج ها برای کاربردهای خاص در محیط های صنعتی پیشرفته مناسب هستند.
کاربردها: سیستم های مدیریت انرژی صنایع با نیاز به کنترل دقیق دما.
- گیج دما ترمیستور (Thermistor Temperature Gauge)
ترمیستور یک نوع سنسور دما است که از یک ماده نیمه رسانا تشکیل شده است. با تغییر دما مقاومت ترمیستور تغییر می کند و این تغییرات مقاومت برای محاسبه دما به کار می رود. ترمیستورها در مقایسه با RTDها معمولاً ارزان تر و حساس تر هستند اما دامنه دمایی محدودتری دارند. گیج های ترمیستور برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا در دماهای متوسط دارند مناسب هستند.
کاربردها: تجهیزات پزشکی سیستم های تهویه و دستگاه های خانگی.
ویژگی های مهم گیج های دما
- دقت بالا: انتخاب گیج دما با دقت بالا برای کنترل فرآیندها و اندازه گیری دقیق دما در صنایع حساس امری ضروری است. گیج های دیجیتال و RTDها معمولاً دقت بالاتری دارند.
- مقاومت در برابر شرایط محیطی: برخی گیج ها برای کار در دماهای بسیار بالا یا پایین طراحی شده اند و می توانند در شرایط سخت صنعتی مانند فشار زیاد رطوبت و خوردگی مقاوم باشند.
- سهولت استفاده: گیج های دما باید به گونه ای طراحی شوند که خواندن نتایج آن ها برای اپراتورها آسان باشد. گیج های دیجیتال و LCD دارای نمایشگرهای واضح و خوانا هستند که کاربر را قادر می سازند تا دما را سریعاً و با دقت بالا مشاهده کنند.
- مقاومت در برابر لرزش: در بسیاری از صنایع مانند صنایع نفت و گاز ابزارهایی که در معرض لرزش و شوک قرار دارند باید مقاوم باشند. گیج های مایع پر شده به دلیل مقاومت در برابر لرزش گزینه مناسبی برای چنین شرایطی هستند.
کاربردهای گیج های دما
- صنایع نفت و گاز: گیج های دما برای نظارت بر دمای سیالات تجهیزات و لوله ها استفاده می شوند.
- صنایع فولاد و شیمیایی: برای کنترل دمای کوره ها مخازن و فرآیندهای شیمیایی از گیج های دما استفاده می شود.
- صنایع غذایی و دارویی: گیج های دما برای اندازه گیری دمای تولید انبارها و خطوط فرآوری مواد غذایی و دارویی کاربرد دارند.
- آزمایشگاه ها و تجهیزات پزشکی: در آزمایشگاه ها و تجهیزات پزشکی اندازه گیری دقیق دما برای آزمایش ها و فرآیندهای حساس اهمیت دارد.
- سیستم های تهویه و تهویه مطبوع: گیج های دما در سیستم های HVAC برای کنترل دمای محیط استفاده می شوند.