مرحبًا يا من هناك! كمورد لأجهزة الاستشعار الحرارية ، رأيت مباشرة مجموعة واسعة من هذه الأجهزة هناك والارتباك الذي يمكن أن تسببه. لذلك ، اليوم ، سأقوم بتفكيك الاختلافات بين أجهزة الاستشعار الحرارية المختلفة.
لنبدأ بالأساسيات. أجهزة الاستشعار الحرارية هي أجهزة تكتشف وقياس درجة الحرارة. يتم استخدامها في الكثير من التطبيقات ، من الأدوات اليومية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى أشياء أكثر تخصصًا في الصناعات مثل السيارات والطبية والفضاء.
المزدوجات الحرارية
واحدة من أكثر أنواع المستشعرات الحرارية شيوعًا هي الحرارية. يتكون هؤلاء الأولاد الأشرار من معادن مختلفة انضمت معًا في نهاية واحدة. عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين الطرف المرتبط (الوصل الساخن) والطرف الآخر (تقاطع البرد) ، فإنه يخلق جهدًا. هذا الجهد يتناسب مع اختلاف درجة الحرارة ، وهكذا يمكننا قياس درجة الحرارة.
المزايا الحرارية صعبة جدا. يمكنهم التعامل مع مجموعة واسعة من درجات الحرارة ، من البرودة إلى الساخنة للغاية. يمكن للبعض حتى قياس درجات الحرارة حتى 2300 درجة مئوية! وهذا يجعلها رائعة للتطبيقات الصناعية مثل مراقبة الفرن أو في صناعة السيارات لقياس درجة حرارة غاز العادم.
لكنها ليست مثالية. دقتها ليست عالية مثل بعض أنواع المستشعرات الحرارية الأخرى. ويحتاجون إلى درجة حرارة مرجعية (تقاطع البرد) ليتم معايرتها بدقة. بدون المعايرة المناسبة ، يمكن أن تكون القراءات متوقفة.
كاشفات درجة حرارة المقاومة (RTDS)
تعمل RTDs على مبدأ أن المقاومة الكهربائية للمعادن تتغير مع درجة الحرارة. معظم RTDs مصنوعة من البلاتين لأنه يحتوي على مقاومة مستقرة للغاية ويمكن التنبؤ بها - علاقة درجة الحرارة.
الميزة الكبيرة من RTDS هي دقتها. يمكن أن توفر قياسات درجة حرارة دقيقة للغاية ، وغالبًا ما تكون دقة ± 0.1 درجة مئوية أو حتى أفضل. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي يكون فيها قياس درجة الحرارة المرتفع الدقيق أمرًا بالغ الأهمية ، كما هو الحال في البحث العلمي أو في بعض المعدات الطبية المرتفعة.
ومع ذلك ، فإن RTDs أغلى قليلاً من المزدوجات الحرارية. وهي ليست جيدة في التعامل مع درجات حرارة عالية للغاية مثل المزدوجات الحرارية. الحد الأقصى لدرجة الحرارة العلوية لمعظم RTDs البلاتين هو حوالي 850 درجة مئوية.
الثرمستور
الآن ، دعنا نتحدث عن الثرمستور. هذه هي أجهزة استشعار حرارية قائمة على أشباه الموصلات. هناك نوعان رئيسيان: معامل درجة الحرارة السلبية (NTC) ومعامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC).
الثرمستورات NTC هي تلك التي ربما تصادفها في كثير من الأحيان. كما يوحي الاسم ، تنخفض مقاومتها مع زيادة درجة الحرارة. إنها حساسة حقًا ، مما يعني أنه يمكنهم اكتشاف حتى التغييرات الصغيرة في درجة الحرارة.
على سبيل المثال،راتنج الايبوكسي الثرمستور NTCهو نوع من الثرمستور NTC. إنه مطلي براتنج الايبوكسي ، والذي يوفر بعض الحماية ويجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. تشير قيم 10KOHM و 3892K إلى مقاومتها في درجة حرارة محددة وقيمة بيتا (والتي تتعلق بكيفية تغير المقاومة مع درجة الحرارة).
نوع آخر مثير للاهتمام هوالثرمستور الطبي المطلي بالإيبوكسي. تم تصميم هذه للاستخدام الطبي ، كما هو الحال في موازين الحرارة. طلاء الايبوكسي يجعلها آمنة للاتصال بجسم الإنسان وتساعد أيضًا في الحفاظ على دقة قياس درجة الحرارة.
100kohm 4132K طلاء الايبوكسي الثرمستور NTCهو متغير آخر. تجعل قيم المقاومة والبيتا المختلفة مناسبة لنطاقات وتطبيقات درجات الحرارة المختلفة.
الثرمستورات NTC غير مكلفة نسبيا ولها وقت استجابة سريع. لكن نطاق درجة الحرارة لديهم أكثر محدودية مقارنة بالمزدوجات الحرارية. وعادة ما تعمل بشكل جيد في حدود - 50 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية.
من ناحية أخرى ، فإن PTC Thermistors لها مقاومة تزداد مع درجة الحرارة. غالبًا ما تستخدم في دوائر حماية درجة الحرارة. على سبيل المثال ، في شاحن البطارية ، يمكن استخدام الثرمستور PTC لقطع الطاقة إذا كانت البطارية ساخنة جدًا.
مستشعرات الأشعة تحت الحمراء (IR)
تختلف أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء قليلاً عن تلك التي تحدثنا عنها حتى الآن. لا يحتاجون إلى أن يكونوا على اتصال مباشر مع الكائن الذي تقيس درجة حرارته. بدلاً من ذلك ، يكتشفون الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء المنبعثة من كائن. جميع الكائنات فوق الصفر المطلق (- 273.15 درجة مئوية) تنبعث من إشعاع الأشعة تحت الحمراء ، ويعتمد كمية وطول الموجة لهذا الإشعاع على درجة حرارة الكائن.
تعد مستشعرات الأشعة تحت الحمراء رائعة لقياس درجة حرارة الكائنات أو الكائنات المتحركة التي يصعب الوصول إليها. على سبيل المثال ، في خط الإنتاج ، يمكنك استخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة الجزء الساخن أثناء تحركه على طول حزام النقل دون الاضطرار إلى إيقاف الإنتاج.
لكن يمكن أن تتأثر أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء بعوامل مثل انبعاث الكائن (مدى انبعاث إشعاع الأشعة تحت الحمراء) ، والمسافة بين المستشعر والكائن ، ووجود مصادر أخرى للإشعاع بالأشعة تحت الحمراء في البيئة.
أجهزة استشعار متكاملة على أساس أشباه الموصلات
هذه أجهزة استشعار حرارية حديثة غالبًا ما يتم دمجها في شريحة واحدة. يستخدمون خصائص أشباه الموصلات لقياس درجة الحرارة. إنها صغيرة ، منخفضة التكلفة ، وسهلة التواصل مع متحكمين أو أجهزة إلكترونية أخرى.
يتم استخدامها بشكل شائع في الإلكترونيات الاستهلاكية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة لمراقبة درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية أو البطارية. ميزة هذه المستشعرات هي بساطتها وانخفاض استهلاك الطاقة. لكن دقتها قد لا تكون عالية مثل بعض المستشعرات الأخرى التي ناقشناها ، خاصةً عند مقارنتها بـ RTDs.
أي واحد يختار؟
لذا ، كيف تقرر الاستشعار الحراري الذي يجب استخدامه؟ حسنًا ، يعتمد ذلك على طلبك.
إذا كنت بحاجة إلى قياس مجموعة واسعة جدًا من درجات الحرارة ، وخاصة درجات الحرارة المرتفعة ، فإن المزدوجة الحرارية هي خيار جيد. لقياس درجة حرارة عالية الدقة ، RTDs هي الطريق للذهاب. إذا كنت تريد مستشعرًا حساسًا وغير مكلف لنطاق درجة حرارة معتدلة ، فإن الثرمستورات NTC رائعة. لقياس درجة حرارة التلامس ، أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء هي الجواب. وبالنسبة لتطبيقات التكلفة الصغيرة المنخفضة في الإلكترونيات الاستهلاكية ، فإن أجهزة الاستشعار المتكاملة القائمة على أشباه الموصلات مثالية.
كمورد مستشعر حراري ، ساعدت العديد من العملاء في اختيار المستشعر المناسب لاحتياجاتهم. سواء كنت تعمل على مشروع DIY صغير أو تطبيق صناعي كبير واسع النطاق ، لدينا مجموعة واسعة من المستشعرات الحرارية لتلبية متطلباتك.
إذا كنت مهتمًا بشراء أجهزة استشعار حرارية أو لديك أي أسئلة حول المستشعر المناسب لمشروعك ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في اتخاذ الخيار الأفضل والتأكد من حصولك على قياسات درجات الحرارة الأكثر دقة ممكنة.
مراجع
- "كتيب قياس درجة الحرارة" بواسطة Omega Engineering
- "المستشعرات الحرارية: المبادئ والتطبيقات" من قبل بعض خبراء الصناعة المعروفين (ليس لدي أسماء المؤلفين الدقيقة من أعلى رأسي ، ولكن يمكنك العثور على المزيد في مكتبة هندسية جيدة)
