في مجال قياس درجة الحرارة الصناعية، تعد المزدوجات الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون ومقاييس الحرارة المقاومة البلاتينية ذات التوصيل الملولب المتحرك نوعين شائعين من أجهزة استشعار درجة الحرارة. لديهم اختلافات كبيرة في التصميم الهيكلي، ومبادئ العمل، وخصائص الأداء، وسيناريوهات التطبيق. يقدم ما يلي مقارنة منهجية من أبعاد متعددة لتوضيح الاختلافات الأساسية بينها.
I. الاختلافات في التصميم الهيكلي وطرق التثبيت
1. التيفلون-المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-
الميزة الأساسية للمزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون- تكمن 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 الاتصال الوثيق بسطح الجهاز لتحسين دقة القياس وسرعة الاستجابة. على سبيل المثال، في المفاعل الكيميائي، يحمي غلاف التيفلون المزدوجة الحرارية من الوسائط المسببة للتآكل، بينما يسمح التوصيل الملولب 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. صندوق وصلات متحرك ملولب من نوع ميزان الحرارة المقاومة البلاتينية
تكمن الميزة الأساسية لمقياس حرارة المقاومة البلاتينية من نوع صندوق الوصلات المتحرك في اتصاله الملولب المتحرك وهيكل لف الأسلاك البلاتينية. يستخدم عادةً خيطًا متحركًا (مثل M18×1.5) لتحقيق التثبيت المستقر عن طريق ربطه على سطح الجسم الذي يتم قياسه. في الداخل، يتم لف سلك البلاتين على هيكل من السيراميك أو الميكا لتشكيل عنصر استشعار درجة الحرارة، والذي يتم بعد ذلك توصيله بالدائرة الخارجية من خلال صندوق التوصيل. يسهل تصميم صندوق التوصيل نقل الإشارة وصيانتها مع توفير الحماية ضد الماء والغبار. على سبيل المثال، في الصناعات الغذائية أو الصناعات الدوائية، يضمن تصميم الخيط المتحرك الاتصال الوثيق بين المسبار وسطح المعدات، مما يقلل من فقدان الحرارة أثناء توصيل الحرارة. يؤكد تصميمه الهيكلي على مرونة الاتصال الملولب واستقرار السلك البلاتيني. يقلل تصميم الخيط المتحرك من تأثير العوامل البيئية على دقة القياس ويعزز مقاومة الاهتزازات والصدمات الميكانيكية. ومع ذلك، تتطلب عملية التثبيت التأكد من أن الخيوط ملامسة تمامًا لسطح الكائن الذي يتم قياسه، مما يزيد من تعقيد التثبيت. علاوة على ذلك، قد يتأثر إغلاق صندوق التوصيل بالعوامل البيئية أثناء الاستخدام على المدى الطويل-.
ثانيا. الاختلافات في مبادئ العمل
1. مبدأ عمل -المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-المزدوجة الحرارية
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 العمل لمقياس الحرارة بالمقاومة البلاتينية مع صندوق التوصيل الملولب المتحرك
تعتمد مقاييس حرارة المقاومة البلاتينية على خاصية تغير مقاومة المعدن مع درجة الحرارة. قيمة المقاومة لها علاقة غير خطية- مع درجة الحرارة ويجب تحديدها من خلال الرجوع إلى 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 للقياسات الدقيقة في درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة (-200 درجة إلى 600 درجة)، ولكن يجب تجنب المجالات المغناطيسية القوية أو الاهتزازات الميكانيكية لمنع التأثير على دقة القياس. يتيح لهم تصميم الخيط المتحرك 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 على شكل صندوق توصيل ملولب متحرك: عادةً ما يتم تغطية الرأس بأنبوب واقي معدني، والجزء الداخلي عبارة عن عنصر استشعار لدرجة الحرارة -مصنوع من سلك بلاتيني. يتم تثبيت الجزء الملولب المتحرك على سطح الجسم الذي يتم قياسه، ويتم استخدام صندوق التوصيل للاتصال بالدائرة الخارجية.
2. طريقة الأسلاك
-المزدوجة الحرارية المقاومة للتآكل-المغلفة بالتفلون: تستخدم نظام سلكين-(إيجابي وسالب)، ويتم وضع علامة على صندوق التوصيل بـ "TC+" و"TC−"، وعادة ما تكون الأطراف حمراء (إيجابية) وأسود/أزرق (سلبية).
مقياس حرارة مقاوم من البلاتين من نوع صندوق الوصلات المتحرك المثبت: يستخدم نظام ثلاثة أسلاك (R1 وR2 وR3)، ويتم وضع علامة على صندوق الوصلات 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 مقاوم من البلاتين من نوع صندوق التوصيل المتحرك الملولب: قيمة المقاومة حوالي 100 أوم في درجة حرارة الغرفة (Pt100).
رابعا. الاختلافات في سيناريوهات التطبيق
1. تيفلون-مزدوجة حرارية مقاومة للتآكل-مغلفة
البيئات شديدة التآكل: مناسبة للصناعات الكيميائية والصيدلانية وغيرها من الصناعات؛ يمكن لغمد التفلون أن يقاوم التآكل الناتج عن الأحماض القوية والقواعد القوية والمذيبات العضوية.
بيئات درجات الحرارة المرتفعة-: يتم إجراء قياسات درجات الحرارة العالية-بثبات، ومناسبة للمعدات ذات درجات الحرارة العالية-مثل المفاعلات وخطوط الأنابيب.
2. المنقولة الخيوط تصاعد مربع نوع ميزان الحرارة المقاومة البلاتين
السيناريوهات التي تتطلب استجابة سريعة واتصالًا وثيقًا: على سبيل المثال، في صناعة تجهيز الأغذية أو صناعة الأدوية، يضمن التصميم الملولب المتحرك الاتصال الكامل بين المسبار وسطح المعدات، مما يحسن دقة القياس وسرعة الاستجابة.
البيئات ذات درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة-: تعمل بشكل ممتاز في سيناريوهات الضغط الداخلي أو المنخفض-، مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).
