विभिन्न थर्मामीटर का सिद्धांत

विभिन्न थर्मामीटर का सिद्धांत

थर्मामीटर तापमान मापने वाले उपकरणों के लिए एक सामान्य शब्द है, जो तापमान को सटीक रूप से आंक सकता है और माप सकता है। तापमान के प्रभाव में ठोस, तरल और गैसों के विस्तार और संकुचन की घटना को डिजाइन आधार के रूप में उपयोग किया जाता है। हमारे पास चुनने के लिए केरोसिन थर्मामीटर, अल्कोहल थर्मामीटर, पारा थर्मामीटर, गैस थर्मामीटर, प्रतिरोध थर्मामीटर, थर्मोकपल थर्मामीटर 1, विकिरण थर्मामीटर, ऑप्टिकल थर्मामीटर, बायमेटल थर्मामीटर आदि हैं, लेकिन हमें सही उपयोग विधि पर ध्यान देना चाहिए। थर्मामीटर की प्रासंगिक विशेषताओं को समझने और इसका बेहतर उपयोग करने के लिए, यह पुस्तक विशेष रूप से लिखी गई थी।

1. गैस थर्मामीटर: हाइड्रोजन या हीलियम का उपयोग अक्सर तापमान माप सामग्री के रूप में किया जाता है। क्योंकि हाइड्रोजन और हीलियम का द्रवीकरण तापमान बहुत कम है, शून्य के करीब, इसकी तापमान माप सीमा बहुत व्यापक है। यह थर्मामीटर बहुत अधिक होता है और इसका उपयोग ज्यादातर सटीक माप के लिए किया जाता है।

2. प्रतिरोध थर्मामीटर: इसे धातु प्रतिरोध थर्मामीटर और अर्धचालक प्रतिरोध थर्मामीटर में विभाजित किया जाता है, जो तापमान के साथ बदलते प्रतिरोध मूल्य की विशेषताओं के अनुसार बनाए जाते हैं। धातु थर्मामीटर मुख्य रूप से प्लैटिनम, सोना, तांबा, निकल और रोडियम लोहा, फॉस्फोर कांस्य मिश्र धातुओं जैसे शुद्ध धातुओं का उपयोग करते हैं; सेमीकंडक्टर थर्मामीटर मुख्य रूप से कार्बन, जर्मेनियम आदि का उपयोग करते हैं। प्रतिरोध थर्मामीटर उपयोग में आसान, विश्वसनीय और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इसकी माप सीमा लगभग -260 डिग्री से 600 डिग्री है।

3. थर्मोकपल थर्मामीटर: यह एक तापमान मापने वाला उपकरण है जिसका व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है। थर्मोइलेक्ट्रिक घटना का उपयोग करके बनाया गया। वर्किंग एंड बनाने के लिए दो अलग-अलग तारों को एक साथ वेल्ड किया जाता है, और अन्य दो सिरों को सर्किट बनाने के लिए मापने वाले उपकरण से जोड़ा जाता है। काम के अंत को मापने के लिए तापमान पर सेट करें। जब काम करने वाले सिरे और मुक्त सिरे का तापमान अलग-अलग होता है, तो एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है, जिससे लूप में करंट प्रवाहित होता है। बिजली को मापकर, किसी ज्ञात स्थान पर तापमान का उपयोग किसी अन्य स्थान पर तापमान निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यह थर्मामीटर ज्यादातर कॉपर कॉन्स्टेंटन, आयरन कॉन्स्टेंटन, निकल कॉन्स्टेंटन, गोल्ड कोबाल्ट कॉपर, प्लैटिनम रोडियम आदि से बना होता है। यह बड़े तापमान अंतर वाले दो पदार्थों के लिए उपयुक्त है, और इसका उपयोग ज्यादातर उच्च तापमान और कम मैलापन माप के लिए किया जाता है। कुछ थर्मोकपल उच्च तापमान को 3000 डिग्री तक माप सकते हैं, और कुछ कम तापमान को शून्य के करीब माप सकते हैं।

4. बायमेटल थर्मामीटर: उस थर्मामीटर को संदर्भित करता है जिसका उपयोग विशेष रूप से 500 डिग्री से ऊपर के तापमान को मापने के लिए किया जाता है, जिसमें ऑप्टिकल थर्मामीटर, वर्णमिति थर्मामीटर और विकिरण थर्मामीटर शामिल हैं। बाईमेटल थर्मामीटर का सिद्धांत और संरचना अपेक्षाकृत जटिल है, और यहां दोहराया नहीं जाएगा। इसकी माप सीमा 500 डिग्री से 3000 डिग्री या अधिक है और यह कम तापमान को मापने के लिए उपयुक्त नहीं है।

5. पॉइंटर थर्मामीटर: यह एक डैशबोर्ड के आकार का थर्मामीटर होता है, जिसे कैलोरीमीटर के रूप में भी जाना जाता है, जिसका उपयोग कमरे के तापमान को मापने के लिए किया जाता है और इसे धातु के थर्मल विस्तार और संकुचन के सिद्धांत द्वारा बनाया जाता है। यह सूचक को नियंत्रित करने के लिए तापमान संवेदन तत्व के रूप में एक द्विधातु शीट का उपयोग करता है। बायमेटल आमतौर पर तांबे और लोहे के साथ, बाईं ओर तांबे के साथ और दाईं ओर लोहे से बने होते हैं। क्योंकि तांबे का थर्मल विस्तार और संकुचन लोहे की तुलना में अधिक स्पष्ट होता है, जब तापमान बढ़ता है, तो तांबे की चादर लोहे की चादर को दाईं ओर मोड़ती है, और सूचक दाईं ओर विक्षेपित होता है (उच्च तापमान की ओर इशारा करते हुए)। द्विधातु; विपरीतता से। , तापमान कम हो जाता है, और पॉइंटर बायमेटेलिक शीट द्वारा संचालित बाईं ओर (कम तापमान की ओर इशारा करते हुए) विक्षेपित हो जाता है।

6. ग्लास ट्यूब थर्मामीटर: ग्लास ट्यूब थर्मामीटर तापमान माप प्राप्त करने के लिए थर्मल विस्तार और संकुचन के सिद्धांत का उपयोग करता है। चूंकि तापमान माप माध्यम का विस्तार गुणांक क्वथनांक और हिमांक से भिन्न होता है, इसलिए हमारे सामान्य ग्लास ट्यूब थर्मामीटर में मुख्य रूप से शामिल हैं: केरोसिन थर्मामीटर, पारा थर्मामीटर और रेड पेन वॉटर थर्मामीटर। फायदे सरल संरचना, सुविधाजनक उपयोग, उच्च माप सटीकता और कम कीमत हैं। नुकसान यह है कि माप की ऊपरी और निचली सीमाएं और सटीकता कांच की गुणवत्ता और तापमान मापने वाले माध्यम के गुणों द्वारा सीमित हैं। इसे टेलीपोर्ट नहीं किया जा सकता है और यह नाजुक है।

7. दबाव थर्मामीटर: दबाव थर्मामीटर गर्म होने के बाद माप संकेत के रूप में मात्रा विस्तार या दबाव परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए एक बंद कंटेनर में तरल, गैस या संतृप्त भाप का उपयोग करता है। इसकी मूल संरचना में तीन भाग होते हैं: तापमान बल्ब, केशिका ट्यूब और संकेतक तालिका। यह उत्पादन प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले शुरुआती तापमान नियंत्रण विधियों में से एक था। दबाव तापमान माप प्रणाली अभी भी साइट पर तापमान संकेत और नियंत्रण के लिए एक बहुत व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली माप पद्धति है। दबाव थर्मामीटर के फायदे हैं: सरल संरचना, उच्च यांत्रिक शक्ति, कंपन से डरना नहीं। सस्ती और बाहरी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है। नुकसान हैं: तापमान माप सीमा सीमित है, आम तौर पर -80~400 डिग्री; गर्मी का नुकसान बड़ा है और प्रतिक्रिया समय धीमा है; उपकरण की सीलिंग प्रणाली (थर्मल बल्ब, केशिका, स्प्रिंग ट्यूब) क्षतिग्रस्त है, रखरखाव मुश्किल है और इसे बदला जाना चाहिए; माप सटीकता परिवेश के तापमान से प्रभावित होती है, बल्ब की स्थापना स्थिति का बहुत प्रभाव पड़ता है, और सटीकता अपेक्षाकृत कम होती है; केशिका की संचरण दूरी सीमित है। प्रेशर थर्मामीटर की सामान्य कार्य सीमा रेंज का 1/2--3/4 होना चाहिए, और डिस्प्ले इंस्ट्रूमेंट और तापमान बल्ब जितना संभव हो क्षैतिज स्थिति में होना चाहिए। स्थापना के दौरान उपयोग किए जाने वाले तापमान बॉल माउंटिंग बोल्ट से तापमान में कमी आएगी, जिसके परिणामस्वरूप गलत तापमान होगा। स्थापना के दौरान थर्मल इन्सुलेशन उपचार किया जाना चाहिए, और गर्म बल्ब को जितना संभव हो सके कंपन मुक्त वातावरण में काम करना चाहिए।

8. रोटरी थर्मामीटर: रोटरी थर्मामीटर लुढ़का हुआ द्विधात्वीय चादरों से बना होता है। बाईमेटल का एक सिरा स्थिर होता है, और दूसरा सिरा पॉइंटर से जुड़ा होता है। धातु के दो टुकड़ों के विस्तार की अलग-अलग डिग्री के कारण, द्विधातु टुकड़ा अलग-अलग तापमान पर अलग-अलग कर्ल करता है, और हाथ डायल पर अलग-अलग स्थिति की ओर इशारा करते हैं। डायल पर रीडिंग से तापमान का पता लगाया जा सकता है।

9. सेमीकंडक्टर थर्मामीटर: सेमीकंडक्टर का प्रतिरोध परिवर्तन रसायन धातु से भिन्न होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, उनका प्रतिरोध कम होता जाता है और अधिक व्यापक रूप से भिन्न होता है। इसलिए, एक छोटा तापमान परिवर्तन भी प्रतिरोध में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकता है। थर्मामीटर उच्च सटीकता के साथ बनाए जाते हैं और इन्हें अक्सर तापमान सेंसर के रूप में संदर्भित किया जाता है।

10. थर्मोकपल थर्मामीटर: थर्मोकपल थर्मामीटर में एक संवेदनशील वोल्टमीटर से जुड़ी दो अलग-अलग धातुएं होती हैं। धातु के संपर्क अलग-अलग तापमान पर धातु में विभिन्न संभावित अंतर पैदा करते हैं। संभावित अंतर छोटा है, इसलिए इसे मापने के लिए एक संवेदनशील वाल्टमीटर की आवश्यकता होती है। वाल्टमीटर की रीडिंग से तापमान का पता लगाया जा सकता है।

11. ऑप्टिकल पाइरोमीटर: यदि किसी वस्तु का तापमान बहुत अधिक दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए पर्याप्त है, तो इसका तापमान थर्मल विकिरण की मात्रा को मापकर निर्धारित किया जा सकता है। यह थर्मामीटर एक हल्का थर्मामीटर है। इस थर्मामीटर में मुख्य रूप से एक लाल फिल्टर के साथ एक दूरबीन और एक छोटे से प्रकाश बल्ब के साथ सर्किट का एक सेट, एक गैल्वेनोमीटर और एक चर रोकनेवाला होता है। उपयोग करने से पहले, फिलामेंट की विभिन्न चमक और एमीटर की रीडिंग के अनुरूप तापमान के बीच संबंध स्थापित करें। उपयोग में होने पर, मापी जाने वाली वस्तु पर दूरबीन को लक्षित करें, और प्रतिरोध को समायोजित करें ताकि बल्ब की चमक मापी जाने वाली वस्तु की चमक के समान हो। इस समय गैल्वेनोमीटर से मापी गई वस्तु का तापमान पढ़ा जा सकता है।

12. लिक्विड क्रिस्टल थर्मामीटर: विभिन्न सूत्रों से बने लिक्विड क्रिस्टल में अलग-अलग चरण संक्रमण तापमान होते हैं। जब वे एक चरण परिवर्तन से गुजरते हैं, तो उनके ऑप्टिकल गुण भी बदल जाते हैं, जिससे लिक्विड क्रिस्टल फीके पड़ जाते हैं। यदि कागज का एक टुकड़ा तरल क्रिस्टल के साथ अलग-अलग चरण संक्रमण तापमान के साथ लेपित होता है, तो तापमान तरल क्रिस्टल के रंग परिवर्तन से जाना जा सकता है। इस थर्मामीटर का लाभ यह है कि इसे पढ़ना आसान है, लेकिन नुकसान यह है कि यह पर्याप्त नहीं है। अक्सर सजावटी मछली टैंकों में दिखाने के लिए उपयोग किया जाता है।