في مجال قياس درجة الحرارة الصناعية، تعتبر المزدوجات الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون ومقاييس الحرارة ذات المقاومة البلاتينية من النوع-المثبتة-نوعين شائعين من أجهزة استشعار درجة الحرارة. لديهم اختلافات كبيرة في التصميم الهيكلي، ومبادئ العمل، وخصائص الأداء، وسيناريوهات التطبيق. ستسلط المقارنة المنهجية التالية الضوء على الاختلافات الأساسية بينهما.
I. الاختلافات في التصميم الهيكلي وطرق التثبيت
1. التيفلون-المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-
تتمثل الميزات الأساسية للمزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون-في حماية طبقة التيفلون وبنية الأسلاك ثنائية المعدن. ويستخدم عادةً غلافًا من التيفلون (بولي تترافلوروإيثيلين) لتغطية أنبوب معدني وقائي، مع سلكين معدنيين مختلفين (مثل النيكل-الكروم والنيكل-السيليكون) ملحومين معًا بالداخل لتشكيل طرف القياس. يتمتع غلاف التيفلون بثبات كيميائي ممتاز ويمكنه مقاومة التآكل الناتج عن الأحماض القوية والقواعد القوية والمذيبات العضوية، مما يجعله مناسبًا للبيئات المسببة للتآكل في الصناعات الكيميائية والصيدلانية. عادة ما تكون طريقة تركيبها عبارة عن توصيل ملولب أو تثبيت شفة، مما يضمن توافقًا محكمًا مع سطح الجهاز لتحسين دقة القياس وسرعة الاستجابة. على سبيل المثال، في المفاعل الكيميائي، يحمي غلاف التيفلون المزدوجة الحرارية من الوسائط المسببة للتآكل، بينما يسمح اتصال الحافة بالتركيب السريع. يؤكد تصميمها الهيكلي على مقاومة التآكل للغلاف واستقلالية الأسلاك ثنائية المعدن. يقلل غلاف التيفلون من تأثير العوامل البيئية على دقة القياس ويعزز مقاومة الصدمات الميكانيكية. ومع ذلك، تتطلب عملية التثبيت التأكد من أن الغلاف على اتصال كامل بسطح الجسم الذي يتم قياسه، مما يزيد من تعقيد التثبيت، وقد تتأكسد الأسلاك ثنائية المعدن في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-، مما يؤثر على الاستقرار على المدى الطويل-.
2. -مسبار شفة ثابت-نوع ميزان حرارة المقاومة البلاتينية
تتمثل الميزات الأساسية لمقياس حرارة المقاومة البلاتينية من النوع-المسبار ذو الشفة الثابتة-في وصلة الشفة الثابتة وهيكل لف سلك البلاتين. عادةً ما تستخدم شفة ثابتة (مثل DN50) ليتم تثبيتها بمسامير على سطح الكائن الذي يتم قياسه من أجل التثبيت المستقر. في الداخل، يتم لف سلك البلاتين على إطار من السيراميك أو الميكا لتشكيل عنصر استشعار درجة الحرارة. يضمن تصميم الحافة الثابتة اتصالًا قويًا بين المسبار وسطح الجهاز، مما يجعله مناسبًا للضغط العالي- أو التطبيقات التي تتطلب قياسًا مستقرًا على المدى الطويل-. على سبيل المثال، في صناعات معالجة الأغذية أو الصناعات الدوائية، يضمن تصميم الحافة الثابتة بقاء المسبار ثابتًا على خطوط أنابيب الضغط العالي-، مما يقلل من تأثير الاهتزاز على القياسات. يؤكد تصميمه الهيكلي على الاتصال الصلب للشفة واستقرار سلك البلاتين. يقلل تصميم الحافة الثابتة من تأثير العوامل البيئية على دقة القياس مع تعزيز مقاومة الصدمات الميكانيكية والتآكل الكيميائي. ومع ذلك، تتطلب عملية التثبيت التأكد من أن الحافة متسقة تمامًا مع سطح الجسم الذي يتم قياسه، مما يزيد من تعقيد التثبيت. علاوة على ذلك، فإن الاتصال الصارم للشفة الثابتة قد يحد من المرونة في السيناريوهات التي تتطلب تعديلات متكررة.
ثانيا. الاختلافات في مبادئ العمل
1. مبدأ عمل المزدوجات الحرارية المطلية بالتفلون-والمضادة للتآكل
تعتمد المزدوجات الحرارية على تأثير سيبيك، حيث يقوم موصلان معدنيان مختلفان بتوليد فرق الجهد الحراري تحت تدرج درجة الحرارة. عندما يتم توصيل موصلين معدنيين لتشكيل دائرة مغلقة، وتكون درجات حرارة الموصلين مختلفة، تتولد قوة دافعة كهربائية في الدائرة. ويرتبط حجم هذه القوة بخصائص المواد وفرق درجات الحرارة بين الوصلات. من خلال قياس القوة الدافعة الكهربائية، يمكن حساب قيمة درجة الحرارة بشكل غير مباشر. المزدوجات الحرارية لديها حساسية عالية. يؤدي تغير درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة إلى تغير محتمل في الخرج يبلغ حوالي 5-40 ميكروفولت. هيكلها بسيط، ولا تحتوي على أجزاء متحركة، مما يجعلها مناسبة للبيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي والبيئات شديدة التآكل. تعمل إضافة طبقة تفلون على توسيع نطاق تطبيقاتها، مما يسمح لها بالعمل بثبات في البيئات شديدة التآكل.
2. مبدأ عمل مسبار الشفة الثابتة-مقاييس الحرارة ذات المقاومة البلاتينية
تعتمد موازين الحرارة المقاومة البلاتينية على خاصية تغير مقاومة المعدن مع درجة الحرارة. قيمة مقاومتها لها علاقة غير خطية- مع درجة الحرارة ويجب تحديدها من خلال مراجعة جدول أو استخدام صيغة (على سبيل المثال، Pt100 لديه مقاومة تبلغ 100Ω عند 0 درجة، وتزداد قيمة المقاومة خطيًا مع زيادة درجة الحرارة). تتميز موازين الحرارة ذات المقاومة البلاتينية بحساسية عالية؛ يؤدي تغير درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة إلى تغير كبير في قيمة المقاومة. هيكلها بسيط، ولا تحتوي على أجزاء متحركة، مما يجعلها مناسبة لإجراء قياسات دقيقة في درجات حرارة متوسطة ومنخفضة (-200 درجة إلى 600 درجة)، ولكن يجب تجنب المجالات المغناطيسية القوية أو الاهتزازات الميكانيكية لمنع التأثير على دقة القياس. يتيح لهم تصميم الحافة الثابتة الحفاظ على أداء قياس مستقر حتى في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. ثالثا. طرق تحديد الهوية
1. فحص المظهر
-مزدوجة حرارية مقاومة للتآكل-مغلفة بالتفلون: عادةً ما يتم تغطية الرأس بغمد تفلون، ويتكون الجزء الداخلي من سلكين معدنيين مختلفين ملحومين معًا. الغلاف أبيض أو شفاف وله سطح أملس.
مقياس حرارة مقاوم من البلاتين من نوع الشفة الثابتة: عادةً ما يتم تغطية الرأس بأنبوب واقي معدني، والجزء الداخلي عبارة عن عنصر استشعار لدرجة الحرارة -مصنوع من سلك بلاتيني. يتم تثبيت الحافة الثابتة على سطح الجسم الذي يتم قياسه باستخدام البراغي.
2. طريقة الأسلاك
-المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون: تستخدم نظام سلكين-(إيجابي وسالب)، ويتم وضع علامة على صندوق التوصيل بـ "TC+" و"TC−"، وتكون الأطراف عادةً حمراء (إيجابية) وأسود/أزرق (سلبية).
مقياس حرارة المقاومة البلاتينية من نوع الشفة الثابتة: يستخدم نظام ثلاثة أسلاك (R1 وR2 وR3)، ويتم وضع علامة على صندوق التوصيل بـ "R1" و"R2" و"R3"، وعادةً ما تكون الأسلاك باللون الأحمر والأبيض والأصفر.
3. قياس متعدد
التيفلون-المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-: قيمة المقاومة صغيرة جدًا، عادةً ما تكون قليلة أوم فقط.
مقياس حرارة المقاومة البلاتينية من النوع الثابت: قيمة المقاومة حوالي 100 أوم عند درجة حرارة الغرفة (Pt100).
رابعا. الاختلافات في سيناريوهات التطبيق
1. تيفلون-مزدوجة حرارية مقاومة للتآكل-مغلفة
البيئات شديدة التآكل: مناسبة للصناعات الكيماوية والصيدلانية وغيرها. يمكن لغمد التفلون أن يقاوم التآكل الناتج عن الأحماض القوية والقواعد القوية والمذيبات العضوية.
البيئات ذات درجات الحرارة العالية-: يتم إجراء قياسات درجات الحرارة العالية-بثبات، ومناسبة للمعدات ذات درجات الحرارة العالية-مثل المفاعلات وخطوط الأنابيب.
2. نوع شفة ثابتة مسبار ميزان الحرارة المقاومة البلاتين
السيناريوهات التي تتطلب استجابة سريعة واتصالًا وثيقًا: على سبيل المثال، في صناعة الأغذية أو صناعة الأدوية، يضمن تصميم الحافة الثابتة الاتصال الكامل بين المسبار وسطح المعدات، مما يحسن دقة القياس وسرعة الاستجابة.
البيئات ذات درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة-: تقدم أداءً ممتازًا في سيناريوهات الضغط الداخلي أو المنخفض-، مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).
