الامارات 7 - حساسات الحرارة، أو مستشعرات درجة الحرارة، هي أجهزة تقيس درجة الحرارة عبر إشارات كهربائية. تتضمن أنواعها الرئيسية:
المزدوجات الحرارية (Thermocouples): تتكون من سلكين معدنيين غير متشابهين، يلتقيان عند نقطة قياس تُنتج جهدًا كهربائيًا يتناسب مع تغيرات الحرارة. تُستخدم في آلات الحقن البلاستيكية، ومعدات تجهيز الأغذية، والمعدات الطبية. تتميز بتكلفتها المنخفضة وسرعة استجابتها، لكنها أقل حساسية للتغيرات الطفيفة في الحرارة.
مكشاف الحرارة المقاومي (RTD): يتكون من مقاوم يتغير بشكل مباشر مع تغيرات درجة الحرارة. يُستخدم في تجهيز الخدمات الغذائية والأبحاث الطبية، ويتميز بدقته في القياس وقدرته على مقاومة التلوث. ومع ذلك، فهو مكلف وعرضة للتآكل.
الثرمستورات (Thermistors): هي عناصر شبه موصلة تتكون من أكاسيد معدنية، وتستخدم في المعدات الطبية وقياس سائل تبريد المحركات. تتسم بحساسيتها للتغيرات الطفيفة في الحرارة ولكنها قابلة للكسر ونطاقها الحراري محدود.
مجسات الأشعة تحت الحمراء: تقيس طاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام، وتُستخدم في تصنيع المعادن والزجاج، وفي الأتمتة ومراقبة درجات حرارة جسم الإنسان. تتميز بأنها لا تتطلب اتصالًا مباشرًا مع الجسم، لكن دقتها قد تتأثر بالغبار والدخان.
مبدأ العمل:
تعمل الحساسات على قياس الحرارة من خلال تحليل التغيرات في الإشارات الكهربائية الناتجة عن تغيرات درجات الحرارة. يتم استخدام المستشعرات لقياس وتقديم إشارات تُرسل إلى أجهزة التحكم في الحرارة، حيث تتم معايرتها باستخدام مقاييس حرارة تقليدية مثل درجة غليان الماء عند ضغط محدد.
التطبيقات:
في الصناعات الغذائية، لمراقبة درجات الحرارة للحفاظ على جودة الغذاء.
في صناعة السيارات، لمراقبة درجة حرارة الاحتراق والعادم.
في المستشفيات، لمراقبة حرارة الأطفال في الحاضنات.
في المنازل والصناعات، لقياس كفاءة الطاقة في الأجهزة مثل الأفران والثلاجات ومنظمات الحرارة.
حساسات الحرارة ضرورية في العديد من المجالات لضمان الدقة في القياسات والتحكم الفعال في درجات الحرارة.
المزدوجات الحرارية (Thermocouples): تتكون من سلكين معدنيين غير متشابهين، يلتقيان عند نقطة قياس تُنتج جهدًا كهربائيًا يتناسب مع تغيرات الحرارة. تُستخدم في آلات الحقن البلاستيكية، ومعدات تجهيز الأغذية، والمعدات الطبية. تتميز بتكلفتها المنخفضة وسرعة استجابتها، لكنها أقل حساسية للتغيرات الطفيفة في الحرارة.
مكشاف الحرارة المقاومي (RTD): يتكون من مقاوم يتغير بشكل مباشر مع تغيرات درجة الحرارة. يُستخدم في تجهيز الخدمات الغذائية والأبحاث الطبية، ويتميز بدقته في القياس وقدرته على مقاومة التلوث. ومع ذلك، فهو مكلف وعرضة للتآكل.
الثرمستورات (Thermistors): هي عناصر شبه موصلة تتكون من أكاسيد معدنية، وتستخدم في المعدات الطبية وقياس سائل تبريد المحركات. تتسم بحساسيتها للتغيرات الطفيفة في الحرارة ولكنها قابلة للكسر ونطاقها الحراري محدود.
مجسات الأشعة تحت الحمراء: تقيس طاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام، وتُستخدم في تصنيع المعادن والزجاج، وفي الأتمتة ومراقبة درجات حرارة جسم الإنسان. تتميز بأنها لا تتطلب اتصالًا مباشرًا مع الجسم، لكن دقتها قد تتأثر بالغبار والدخان.
مبدأ العمل:
تعمل الحساسات على قياس الحرارة من خلال تحليل التغيرات في الإشارات الكهربائية الناتجة عن تغيرات درجات الحرارة. يتم استخدام المستشعرات لقياس وتقديم إشارات تُرسل إلى أجهزة التحكم في الحرارة، حيث تتم معايرتها باستخدام مقاييس حرارة تقليدية مثل درجة غليان الماء عند ضغط محدد.
التطبيقات:
في الصناعات الغذائية، لمراقبة درجات الحرارة للحفاظ على جودة الغذاء.
في صناعة السيارات، لمراقبة درجة حرارة الاحتراق والعادم.
في المستشفيات، لمراقبة حرارة الأطفال في الحاضنات.
في المنازل والصناعات، لقياس كفاءة الطاقة في الأجهزة مثل الأفران والثلاجات ومنظمات الحرارة.
حساسات الحرارة ضرورية في العديد من المجالات لضمان الدقة في القياسات والتحكم الفعال في درجات الحرارة.