موازين الحرارة الرقمية وتطبيقاتها

موازين الحرارة الرقمية وتطبيقاتها

موازين الحرارة

مقياس الحرارة هو جهاز يستخدم لقياس درجة حرارة أي جهاز معين أو جسم حي ويعرض القراءة. يمكن أن يكون مقياس الحرارة بالفهرنهايت أو مئوية.



نوعان من موازين الحرارة التقليدية المستخدمة سابقًا

1. لمبة أو موازين الحرارة الزئبقية: تتكون موازين الحرارة هذه من أنبوب زجاجي مغلق مع وعاء زجاجي يشبه المصباح في النهاية. إنه يعمل على مبدأ أن السوائل تتمدد عند تسخينها. ومع ذلك ، فإن عيب موازين الحرارة هذه هو أنها لا تستطيع قياس درجة الحرارة إلا إلى حد معين. أيضًا ، تعتمد موازين الحرارة على تمدد المادة مع ارتفاع درجة الحرارة وتم إجراء القراءات من قراءات المقياس. هذا غالبا ما يؤدي إلى نتائج خاطئة. أيضًا ، في حالة كسر الأنبوب عن طريق الخطأ أو عن عمد ، يمكن أن يكون الزئبق المتسرب خطيرًا جدًا. ومن ثم يجب التعامل مع موازين الحرارة هذه بعناية فائقة. أيضًا ، يحتوي الزئبق على نقطة تجمد منخفضة ولا يمكن استخدامه في الأماكن ذات درجة الحرارة المحيطة المنخفضة.


2. موازين الحرارة ثنائية المعدن: تتكون موازين الحرارة هذه من معدنين مرتبطين ببعضهما البعض وعندما يتم تسخين هذه المعادن ، يتم توسيعها بمعدلات مختلفة مما يتسبب في ثني أي من المعدن. هذا الشريط ثنائي المعدن متصل بالقرص بمقياس درجة حرارة معاير للإشارة إلى القراءات. يمكن توصيل موازين الحرارة هذه بمفتاح على الطرف الآخر ويمكن أن يتسبب التغيير في درجة الحرارة في فتح وإغلاق المفتاح. يمكن استخدام موازين الحرارة هذه للتحكم في درجة الحرارة. يمكن تركيبها داخل الثلاجة أو الفرن. ومع ذلك ، فإن هذه الأنظمة أيضًا عرضة للكسر بسهولة. المعايرة ليست دقيقة ويمكن تغييرها بسهولة. أيضًا ، لا يمكن استخدام موازين الحرارة هذه في درجات حرارة منخفضة.





بعد قراءة الأشياء المكتوبة أعلاه ، يجب أن تكون لديك الآن فكرة عن موازين الحرارة والحاجة إلى التحول إلى نهج مختلف لمقاييس الحرارة. في كلا النوعين المذكورين أعلاه من موازين الحرارة ، تكمن المشكلة الرئيسية في المبدأ وفي تقنية العرض المستخدمة. وبالتالي فإن الحل الأساسي يكمن في استبدال المبدأ بأكمله وطريقة العرض.

تعريف ميزان الحرارة الرقمي:

يتكون من ثرمستور لاستشعار درجة الحرارة وعرض إلكتروني لدرجة الحرارة. تستخدم موازين الحرارة الرقمية عن طريق الفم أو المستقيم أو تحت الذراع. يمكنه قراءة درجة الحرارة من 94 درجة فهرنهايت إلى 105 درجة فهرنهايت.



مكونات ميزان الحرارة الرقمي:

  • بطارية : عبارة عن خلية زر LR41 بطارية مكونة من المعدن وتوفر حوالي 1.5 فولت من الإمداد بالميزان الحراري.
خلية LR41 (LR736) بواسطة حامل الرصاص

خلية LR41 (LR736) بواسطة حامل الرصاص

  • جسم : جسم الترمومتر مصنوع من البلاستيك الصلب ويبلغ طوله 100.5 مم ويختلف عرضه من أسفل إلى أعلى ويكون الجزء السفلي أرق.
ميزان حرارة طبي رقمي من rambergmedia

ميزان حرارة طبي رقمي من rambergmedia

  • ثيرميستر: إنها مادة شبه موصلة مصنوعة من السيراميك وتستخدم لاستشعار درجة الحرارة. يتم وضعه على طرف الترمومتر عن طريق ربطه بالإيبوكسي ويتم وضعه داخل غطاء مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ.
الثرمستور نوع حبة NTC بواسطة Ansgar Hellwig

الثرمستور نوع حبة NTC بواسطة Ansgar Hellwig

  • LCD: إنها شاشة عرض لميزان الحرارة ويبلغ طولها حوالي 15.5 ملم وعرضها 6.5 ملم. يعرض القراءة لمدة 3 ثوانٍ ثم يبدأ في الوميض مشيرًا إلى درجة الحرارة التالية المراد قياسها.
  • دائرة كهربائية : يتكون من ADC ومتحكم دقيق مع بعض المكونات السلبية.
دارة ميزان الحرارة الرقمي من GXTI

دارة ميزان الحرارة الرقمي من GXTI

مقياس الحرارة الرقمي مبدأ العمل

يتكون مقياس الحرارة الرقمي بشكل أساسي من مستشعر يقيس التغير في المقاومة بسبب الحرارة ويحول هذا التغيير في المقاومة لدرجة الحرارة.


دائرة ميزان الحرارة الرقمي:

دائرة ميزان الحرارة الرقمي

دائرة ميزان الحرارة الرقمي

الثرمستور هو المقاوم الذي تختلف قيمته المقاومة مع درجة الحرارة. عندما يتم تسخين الثرمستور ، تزداد مقاومته أو تنقص (اعتمادًا على ما إذا كان معامل درجة حرارة سالبًا أو معامل درجة حرارة موجبًا). يتم توفير الإخراج التناظري من الثرمستور إلى ADC من خلال الأسلاك ، حيث يتم تحويله إلى إشارة رقمية ثم يتم إعطاؤه للميكروكونترولر لمزيد من المعالجة ويتم عرض الإخراج في شكل قراءة درجة الحرارة على شاشة LCD الموصولة بالمتحكم الدقيق .

طقم ميزان حرارة رقمي باستخدام مستشعر درجة الحرارة DS1620 وتطبيق تحكم

يتم استخدام مستشعر درجة الحرارة الرقمية الذي يوفر قراءة درجة الحرارة 9 بت ويتم توصيله بالمتحكم الدقيق. يستقبل المتحكم الدقيق هذا الإدخال الرقمي ويعرضه على شاشة LCD الموصولة به.

مخطط دائرة ميزان الحرارة الرقمي

مخطط دائرة ميزان الحرارة الرقمي

يتكون النظام أعلاه من مستشعر درجة الحرارة IC DS1620 وهو عبارة عن 8 دبوس IC ويمكن قياس درجة الحرارة من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية. يحتوي على دبابيس تشير إلى ما إذا كانت درجة الحرارة المقاسة تتجاوز درجة الحرارة المحددة بواسطة المستخدم. وبالتالي يمكن أيضًا استخدام هذا الجهاز للتحكم في تبديل الأحمال في حالة حدوث أي تقلبات في درجات الحرارة.

في النظام أعلاه ، تقيس درجة الحرارة IC أولاً درجة الحرارة المحيطة وتحول درجة الحرارة هذه إلى بيانات رقمية وتغذيها بالميكروكونترولر الذي يعرض قراءة درجة الحرارة على الشاشة. باستخدام مفاتيح زر الدفع ، يمكن ضبط درجة الحرارة المحددة من قبل المستخدم. عندما تزداد درجة الحرارة المحيطة أو تنخفض ، فإن درجة الحرارة المحددة من قبل المستخدم ، يتحكم المتحكم الدقيق وفقًا لذلك في تبديل المرحل وبالتالي الحمل.

موازين الحرارة الرقمية الحديثة المتوفرة:

ميزان حرارة رقمي المرجع ECT-1: يقيس درجة الحرارة من 32 درجة مئوية إلى 42 درجة مئوية بدقة 0.1 درجة مئوية. يتم استخدامه بشكل رئيسي في التطبيقات الطبية.

رقم الموديل: EFT-3: يقيس درجة الحرارة من 50 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية. يتم استخدامه لقياس درجة حرارة المواد الغذائية الصلبة والسائلة

ميزان الحرارة الرقمي IP65: يقيس مدى درجة الحرارة من 50 إلى 200 درجة مئوية بدقة +/- 1 درجة مئوية.

مزايا موازين الحرارة الرقمية:

  • صحة : لا تعتمد قراءة درجة الحرارة على قراءة المقياس وبدلاً من ذلك تظهر مباشرة على الشاشة. ومن ثم يمكن قراءة درجة الحرارة بدقة وبدقة.
  • سرعة : يمكن أن تصل موازين الحرارة الرقمية إلى درجة الحرارة النهائية في غضون 5 إلى 10 ثوانٍ مقارنةً بمقاييس الحرارة التقليدية.
  • أمان: لا تستخدم موازين الحرارة الرقمية الزئبق ، وبالتالي يتم التخلص من مخاطر الزئبق في حالة كسر مقياس الحرارة.
  • قوي : لا يلزم اهتزاز مقياس الحرارة للحصول على مستوى الزئبق المناسب ، وبالتالي يتم التخلص من خطر كسر الأنبوب.

تطبيقات ميزان الحرارة الرقمي:

تطبيقات طبية : تستخدم موازين الحرارة الرقمية لقياس درجة حرارة جسم الإنسان حول 37 درجة مئوية. هذه المقاييس هي في الغالب نوع مسبار أو نوع الأذن. يقيس درجة حرارة الجسم عن طريق الفم والمستقيم والإبط.

التطبيقات البحرية : موازين الحرارة الرقمية مع مستشعر غاز العادم عالي الحرارة حيث يمكن استخدام مستشعر درجة الحرارة في التطبيقات البحرية لقياس درجة الحرارة المحلية.

تطبيقات صناعية : تُستخدم موازين الحرارة الرقمية أيضًا في محطات الطاقة ومحطات الطاقة النووية والأفران العالية وصناعات بناء السفن وما إلى ذلك. ويمكنها قياس درجة الحرارة من -220 درجة مئوية إلى + 850 درجة مئوية.

رصيد الصور:

لذا دعني الآن أعرف المزيد عن التطبيقات العملية لميزان الحرارة الرقمي؟