کارکرد و کاربرد سنسور دما

کارکرد و کاربرد سنسور دما

همه ما از حسگرهای دما در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم و تا حدی با کارکرد و کاربرد سنسور دما آشنایی داریم، چه به شکل دماسنج، آبگرمکن خانگی، مایکروویو یا یخچال. معمولاً سنسورهای دما کاربرد وسیعی دارند که یکی از آنها میدان پایش ژئوتکنیکی است.

سنسورهای دما ابزار ساده ای هستند که درجه گرمی یا خنکی را اندازه گیری می کنند و آن را به یک واحد خوانا تبدیل می کنند. اما آیا تا به حال فکر کرده اید که دمای خاک، گمانه ها، سدهای بتنی عظیم یا ساختمان ها چگونه اندازه گیری می شود؟ خوب، این کار از طریق برخی از سنسورهای تخصصی دما انجام می شود.

سنسورهای دما برای بررسی منظم سازه های بتنی، پل ها، خطوط راه آهن، خاک و غیره طراحی شده اند.

در اینجا قصد داریم به شما بگوییم سنسور دما چیست، چگونه کار می کند، کجا استفاده می شود.

سنسورهای دما چیست؟

سنسور دما دستگاهی است که معمولاً یک ترموکوپل یا آشکارساز دمای مقاومتی است که اندازه گیری دما را به شکلی قابل خواندن از طریق یک سیگنال الکتریکی فراهم می کند.

دماسنج ابتدایی ترین شکل دماسنج است که برای اندازه گیری درجه گرمی و خنکی استفاده می شود.

دماسنج ها در زمینه ژئوتکنیک برای نظارت بر بتن، سازه ها، خاک، آب، پل ها و غیره از نظر تغییرات ساختاری در آنها به دلیل تغییرات فصلی استفاده می شود.

یک ترموکوپل (T/C) از دو فلز غیر مشابه ساخته شده است که ولتاژ الکتریکی را به نسبت مستقیم با تغییر دما تولید می کنند. RTD (ردیاب دمای مقاومتی) یک مقاومت متغیر است که مقاومت الکتریکی خود را متناسب با تغییر دما به صورت دقیق، قابل تکرار و تقریباً خطی تغییر می‌دهد.

سنسورهای دما چه کار می کنند؟

سنسور دما وسیله ای است که برای اندازه گیری درجه گرمی یا خنکی یک جسم طراحی شده است. عملکرد یک دماسنج به ولتاژ دو طرف دیود بستگی دارد. تغییر دما با مقاومت دیود نسبت مستقیم دارد. هر چه دما سردتر باشد، مقاومت کمتر خواهد بود و بالعکس.

مقاومت در سراسر دیود اندازه گیری شده و به واحدهای قابل خواندن دما (فارنهایت، سلسیوس، سانتیگراد و غیره) تبدیل می شود و به صورت عددی بر روی واحدهای بازخوانی نمایش داده می شود. در زمینه مانیتورینگ ژئوتکنیکی، از این سنسورهای دما برای اندازه گیری دمای داخلی سازه هایی مانند پل ها، سدها، ساختمان ها، نیروگاه ها و غیره استفاده می شود.

سنسور دما برای چه مواردی استفاده می شود؟ | عملکرد سنسور دما چیست؟

خوب، انواع مختلفی از سنسورهای دما وجود دارد، اما رایج ترین راه برای دسته بندی آنها بر اساس حالت اتصال است که شامل سنسورهای دمای تماسی و غیر تماسی است.

حسگرهای تماسی شامل ترموکوپل ها و ترمیستورها هستند زیرا در تماس مستقیم با جسمی هستند که قرار است اندازه گیری کنند. در حالی که سنسورهای دمای غیر تماسی تابش حرارتی منتشر شده توسط منبع گرما را اندازه گیری می کنند. چنین دماسنج هایی اغلب در محیط های خطرناک مانند نیروگاه های هسته ای یا نیروگاه های حرارتی استفاده می شوند.

در پایش ژئوتکنیکی، سنسورهای دما گرمای هیدراتاسیون را در سازه های بتنی انبوه اندازه گیری می کنند. آنها همچنین می توانند برای نظارت بر مهاجرت آب های زیرزمینی یا نشت استفاده شوند. یکی از رایج ترین مناطقی که در آن استفاده می شود، عمل آوری بتن است زیرا برای گیرش و عمل آوری مناسب باید نسبتاً گرم باشد. تغییرات فصلی باعث انبساط یا انقباض ساختاری می شود و حجم کلی آن را تغییر می دهد.

سنسور دما چگونه کار می کند؟

اصل اساسی کار سنسورهای دما ولتاژ در پایانه های دیود است. اگر ولتاژ افزایش یابد، دما نیز افزایش می یابد و به دنبال آن افت ولتاژ بین پایانه های ترانزیستور پایه و امیتر در یک دیود رخ می دهد.

علاوه بر این، Encardio-Rite دارای یک سنسور دمای سیم ارتعاشی است که بر اساس اصل تغییر تنش ناشی از تغییر دما کار می کند.

دماسنج سیم ارتعاشی بر این اصل طراحی شده است که فلزات غیر مشابه دارای ضریب انبساط خطی متفاوت با تغییرات دما هستند.

اساساً از یک سیم کششی مغناطیسی با مقاومت کششی بالا تشکیل شده است که دو سر آن به هر فلز غیرمشابهی ثابت می شود به گونه ای که هر تغییر دما مستقیماً بر کشش سیم و در نتیجه فرکانس طبیعی ارتعاش آن تأثیر می گذارد.

فلز غیر مشابه، در مورد دماسنج Encardio-Rite، آلومینیوم است (آلومینیوم ضریب انبساط حرارتی بیشتری نسبت به فولاد دارد.) همانطور که سیگنال دما به فرکانس تبدیل می شود، همان واحد خواندنی که برای سایر موارد استفاده می شود. از سنسورهای سیم ارتعاشی نیز می توان برای نظارت بر دما استفاده کرد.

تغییر دما توسط حسگر سیم ارتعاشی Encardio-rite که مخصوص ساخته شده است حس می شود و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود که به عنوان فرکانس به واحد خواندن منتقل می شود.

فرکانس، که متناسب با دما و به نوبه خود با کشش «σ» در سیم است، می تواند به صورت زیر تعیین شود:

f = 1/2 [σg/ρ] / ۲l Hz

σ = کشش سیم

g = شتاب ناشی از گرانش

ρ = چگالی سیم

l = طول سیم

کاربردهای سنسور دما

کاربردهای سنسور دما در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی، موتوراسپرت، HVAC، کشاورزی، صنعتی، هوافضا و خودروسازی وجود دارد. در اینجا برخی از کاربردهای خاص سنسور دما که با آنها روبرو شده ایم آورده شده است.

• موتورها – جنبه های مختلفی از موتورها وجود دارد و بیشتر آنها نیاز به اندازه گیری دما دارند تا اطمینان حاصل شود که موتور بیش از حد گرم نمی شود.
• صفحات سطحی – سنسورهای دمای پایانه حلقه اغلب در صفحات سطحی استفاده می شوند زیرا می توانند بر روی یک سطح صاف نصب شوند و دما را به طور موثر اندازه گیری کنند.
• لوازم خانگی – کتری، توستر، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی و قهوه ساز همگی دارای حسگرهای دما هستند.
• کامپیوترها – درون کامپیوترها حسگرهای دما وجود دارد تا اطمینان حاصل شود که سیستم بیش از حد گرم نمی شود.
• تجهیزات صنعتی – حسگرهای دمایی مورد استفاده در این برنامه ها باید قوی باشند زیرا محیط می تواند بسیار سخت باشد.
• رادیاتورهای الکتریکی گرمایش – ترمیستورهای NTC برای کنترل گرمای رادیاتورهای الکتریکی استفاده می شوند.
• نظارت بر گاز اگزوز در وسایل نقلیه موتوری – حسگرهای دمای موتوراسپرت باید بسیار قابل اعتماد و بادوام باشند تا اطمینان حاصل شود که عملکرد در این محیط خشن به خطر نمی افتد.
• تولید غذا؛ شکلات های پرینت سه بعدی – از حسگرهای دما برای نظارت بر دمای شکلات ذوب شده برای چاپ سه بعدی استفاده می شود.
• دستگاه تنفس الکلی – ترمیستورها در دستگاه های تنفس الکلی برای اندازه گیری دمای تنفس سوژه استفاده می شوند.

برای خرید سنسور دما یا مشاوره برای خرید سنسور دمای مناسب کار خود می‌توانید با مجموعه پارس سنسور در تماس باشید. پارس سنسور با بیش از یک دهه تجربه در فروش سنسورهای با کیفیت برندهای معروف از جمله فوتک و آتونیکس آماده خدمات رسانی به مشتریان گرامی می باشد.