การใช้งานหลักของเทอร์โมมิเตอร์ไบเมทัลลิกในอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง

ภาพรวม: เทอร์โมมิเตอร์ Bimetallic คืออะไร

เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิก เป็นอุปกรณ์ทางกลที่วัดอุณหภูมิโดยใช้การขยายตัวที่แตกต่างกันของโลหะที่ถูกพันธะสองชนิดที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่างกัน โดยจะแปลงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนหรือเชิงเส้น ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงบนหน้าปัด เนื่องจากไม่ต้องการพลังงานจากภายนอก ทนทาน และให้การติดตั้งที่ตรงไปตรงมาและอ่านค่าได้ เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกจึงยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ต้องการความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนต่ำ

เทอร์โมมิเตอร์ Bimetallic ทำงานอย่างไร (หลักการ)

องค์ประกอบการตรวจจับของเทอร์โมมิเตอร์ชนิดไบเมทัลลิกมักเป็นแถบหรือขดลวดที่ทำจากโลหะสองชนิดประกบติดกัน เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง โลหะจะขยายตัวในอัตราที่แตกต่างกัน ส่งผลให้แถบหรือขดลวดโค้งงอหรือบิดงอ การกระจัดเชิงกลนั้นจะถูกส่งผ่านการเปลี่ยนเกียร์ไปยังตัวชี้บนหน้าปัดที่ปรับเทียบแล้วหรือไปยังเอาท์พุตเชิงกลอื่น มีการกำหนดค่าองค์ประกอบทั่วไปสองแบบ:

องค์ประกอบแบบสตริป

องค์ประกอบแถบแบนและโค้งงอตามสัดส่วนอุณหภูมิ มักใช้เมื่อต้องการการตอบสนองเชิงเส้นและรูปแบบกะทัดรัด สำหรับการวัดอุณหภูมิพื้นผิวหรืออากาศ

องค์ประกอบขด

องค์ประกอบขด (spiral or helix) amplify movement in a compact space and are commonly found inside dial thermometers used for liquid or gaseous media. The coil unwinds or tightens, rotating the pointer with predictable, repeatable motion.

การใช้งานทางอุตสาหกรรมเบื้องต้น

เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายซึ่งมีความแข็งแรงทนทานและการทำงานแบบไม่ใช้ไฟฟ้าจะเป็นประโยชน์ ด้านล่างนี้คือขอบเขตการใช้งานหลักพร้อมรายละเอียดที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับวิธีการใช้งาน และเหตุใดจึงเลือกเหนือเทคโนโลยีการตรวจจับอื่นๆ

บริการ HVAC และอาคาร

ในระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และระบบปรับอากาศ เทอร์โมมิเตอร์แบบโลหะคู่ใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิท่ออากาศ อุณหภูมิของน้ำที่จ่าย/ไหลกลับ และอุณหภูมิห้องโดยรอบ การติดตั้งบนผนังหรือท่อที่ง่ายดายและแป้นหมุนแบบอ่านค่าได้โดยตรง ทำให้เหมาะสำหรับช่างเทคนิคภาคสนามและการตรวจสอบแทนที่ระบบอัตโนมัติของอาคาร ข้อกำหนดด้านความแม่นยำโดยทั่วไปอยู่ในระดับปานกลาง (±1–2°C) ซึ่งหน่วยโลหะคู่มักตอบสนองด้วยต้นทุนที่ต่ำ

ระบบผลิตไฟฟ้าและหม้อต้มน้ำ

หม้อไอน้ำ ระบบป้อนน้ำ และท่อไอน้ำมักใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบโลหะคู่เพื่อบ่งชี้อุณหภูมิในท้องถิ่น การออกแบบทางกลไกที่แข็งแกร่งทนทานต่อการสั่นสะเทือน ช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และแรงกระแทกจากแรงดันเป็นครั้งคราว การติดตั้งทั่วไปประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบติดหน้าแปลนบนส่วนหัวไอน้ำ และหัววัดแบบสอดกระเป๋าสำหรับถังน้ำป้อน

ปิโตรเคมี น้ำมันและก๊าซ

ในโรงงานปิโตรเคมีและโรงกลั่น เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกเป็นที่นิยมสำหรับการตรวจติดตามสภาพแวดล้อม อุณหภูมิของปลอกท่อส่งก๊าซ และจุดกระบวนการที่ไม่สำคัญ มีความทนทานในการติดตั้งกลางแจ้งและปลอดภัยในการกำหนดค่าต่างๆ เนื่องจากไม่มีวงจรไฟฟ้า สำหรับพื้นที่อันตราย ตัวเครื่องป้องกันการระเบิดและวัสดุที่เหมาะสมจะถูกเลือกเพื่อให้ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัย

อาหารและเครื่องดื่มและการผลิตยา

สายการผลิต เครื่องพาสเจอร์ไรส์ และถังเก็บต้องมีการตรวจสอบอุณหภูมิที่เชื่อถือได้ เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกใช้สำหรับบ่งชี้ทุติยภูมิ/เฉพาะที่ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ หรือเป็นการตรวจสอบซ้ำซ้อนเพื่อตรวจสอบเซ็นเซอร์ดิจิทัล โดยทั่วไปแล้ว หัววัดที่ทำจากสเตนเลสสตีลและการเชื่อมต่อด้านสุขอนามัยจะระบุไว้เพื่อให้เป็นไปตามระเบียบวิธีด้านการทำความสะอาดและสุขอนามัย

การผลิต การรักษาความร้อน และเตาเผา

สำหรับเตาอบ เครื่องอบผ้าอุตสาหกรรม และกระบวนการบำบัดความร้อนบางประเภท เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกให้การตรวจสอบอุณหภูมิอากาศหรือพื้นผิวที่ตรงไปตรงมา แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวเลือกสำหรับการควบคุมกระบวนการที่มีความแม่นยำ แต่ก็มีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบจุดกำหนด การตรวจสอบการบำรุงรักษา และอินเทอร์ล็อคด้านความปลอดภัย ซึ่งการบ่งชี้ทางกลไกแบบธรรมดาก็เพียงพอแล้ว

เกณฑ์การคัดเลือก: การเลือกเทอร์โมมิเตอร์ไบเมทัลลิกที่เหมาะสม

การเลือกเครื่องมือที่ถูกต้องต้องพิจารณาช่วงอุณหภูมิในการทำงาน ความแม่นยำ รูปแบบการติดตั้ง การเชื่อมต่อกระบวนการ ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของโพรบ ความเข้ากันได้ของวัสดุ และสภาพแวดล้อม เช่น การสั่นสะเทือนหรือบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปัจจัยสำคัญได้แก่:

• ช่วงอุณหภูมิและความแม่นยำที่ต้องการ (มาตรฐาน ±1–2°C; หน่วยพิเศษที่เข้มงวดกว่า)
• การแทรกเทียบกับการติดตั้งบนพื้นผิว - ช่องและเทอร์โมเวลล์ช่วยปกป้องชิ้นส่วนจากการแช่ในของเหลวแรงดันสูงหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน
• วัสดุก่อสร้าง เช่น สแตนเลส หรือ Hastelloy สำหรับการทนต่อสารเคมี
• ขนาดหน้าปัดและความสามารถในการอ่านค่าสำหรับบ่งชี้ระยะไกลหรือในพื้นที่
• ข้อกำหนดด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด — ตัวเรือนป้องกันการระเบิด อุปกรณ์สุขภัณฑ์ หรือมาตรฐานอุตสาหกรรม

การติดตั้ง การสอบเทียบ และการบำรุงรักษา

การติดตั้งที่เหมาะสมและการสอบเทียบเป็นระยะจะรักษาความถูกต้องแม่นยำและยืดอายุการใช้งาน แนวทางปฏิบัติทั่วไป ได้แก่ การติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์ในเทอร์โมเวลล์ที่เหมาะสมสำหรับของเหลวที่มีแรงดัน การหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับสิ่งรบกวนการไหลที่ทำให้เกิดการอ่านค่าไม่แน่นอน และการเลือกความลึกของการจุ่มโพรบตามรูปทรงของกระบวนการ ช่วงการสอบเทียบขึ้นอยู่กับความวิกฤต — การตรวจสอบทุกปีเป็นเรื่องปกติสำหรับจุดที่ไม่สำคัญ ในขณะที่กระบวนการวิกฤติอาจต้องมีการตรวจสอบบ่อยกว่า

เคล็ดลับการสอบเทียบภาคสนาม

การสอบเทียบสามารถทำได้โดยใช้อ่างน้ำแข็ง (0°C) และเครื่องสอบเทียบน้ำมันหรือบล็อกแห้งที่อุณหภูมิควบคุม สำหรับเทอร์โมมิเตอร์แบบหมุน การทำให้ตัวชี้เป็นศูนย์และการตรวจสอบระยะห่างที่จุดหนึ่งจุดขึ้นไปจะช่วยยืนยันความเป็นเส้นตรง การบันทึกประวัติการปรับเปลี่ยนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตรวจสอบย้อนกลับในอุตสาหกรรมที่ได้รับการควบคุม

ข้อดีและข้อจำกัด

เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกมีข้อดีหลายประการ: เทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้งานง่าย ใช้พลังงานต่ำ ต้นทุนต่ำ ทนทานต่อการใช้งานที่สมบุกสมบัน และแสดงตัวบ่งชี้ที่มองเห็นได้ทันที อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัด: ความแม่นยำปานกลางเมื่อเทียบกับ RTD หรือเทอร์โมคัปเปิ้ล เวลาตอบสนองที่ช้ากว่า และการเบี่ยงเบนที่อาจเกิดขึ้นในระยะเวลานานมากหรือการหมุนเวียนของอุณหภูมิที่สูงมาก ในลูปควบคุมความแม่นยำและแอปพลิเคชันการบันทึกข้อมูล เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์มักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอุปกรณ์โลหะคู่

การเปรียบเทียบกรณีปฏิบัติ (ตาราง)

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดและการแก้ไขปัญหา

เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือสูงสุด: เลือกช่วงและความยาวก้านที่เหมาะสม ปกป้องส่วนประกอบด้วยเทอร์โมเวลล์สำหรับการใช้งานแรงดัน หลีกเลี่ยงการติดตั้งในบริเวณที่ความร้อนจากการแผ่รังสีโดยตรงบิดเบือนการอ่านค่า และกำหนดเวลาการตรวจสอบตามปกติ หากการอ่านค่าคลาดเคลื่อนหรือไม่เป็นเชิงเส้น ให้ตรวจสอบการยึดเกาะทางกลในการเคลื่อนไหว การกัดกร่อนขององค์ประกอบการตรวจจับ หรือความเสียหายจากอุณหภูมิที่เกินช่วง

สรุป: เมื่อใดจึงควรเลือกเทอร์โมมิเตอร์ชนิด Bimetallic

เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบ่งชี้ในท้องถิ่นในจุดควบคุมที่ไม่สำคัญ สภาพแวดล้อมที่ไฟฟ้าไม่เป็นที่ต้องการ และในบริเวณที่ต้องการโซลูชันที่ทนทานและต้นทุนต่ำ พวกเขายังคงเป็นตัวเลือกที่เป็นประโยชน์ในระบบ HVAC หม้อไอน้ำ การตรวจสอบรองด้านปิโตรเคมี การสำรองการแปรรูปอาหาร และการตั้งค่าการผลิตต่างๆ สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง การตอบสนองที่รวดเร็ว หรือการผสานรวมทางดิจิทัล ให้พิจารณาเสริมหน่วยไบเมทัลลิกด้วย RTD เทอร์โมคัปเปิล หรือเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ยังคงรักษาเครื่องมือไบเมทัลลิกไว้สำหรับการตรวจสอบซ้ำซ้อนและการตรวจสอบด้วยภาพ