1. 기본원리
바이메탈 온도계는 서로 다른 열팽창 계수를 가진 두 개의 금속 시트를 서로 접착한 것을 기반으로 합니다. 온도가 변하면 바이메탈 시트는 두 금속의 팽창 또는 수축 정도가 다르기 때문에 굽힘 변형이 발생합니다. 이 변형은 기계적 전달 메커니즘을 통해 포인터로 전달되어 다이얼의 해당 온도 값을 나타냅니다. 예를 들어, 일반적인 조합은 황동과 Invar이며, 황동은 열팽창 계수가 더 높고 Invar는 열팽창 계수가 더 낮습니다. 온도가 증가함에 따라 바이메탈 스트립은 Invar 방향으로 구부러집니다.
2. 구조적 구성
온도 감지 요소: 바이메탈 시트로 만들어졌으며 온도 변화를 감지하고 변형을 일으키는 온도계의 핵심 구성 요소입니다.
전송 메커니즘: 바이메탈 시트의 약간의 변형을 증폭 및 전송하여 포인터를 회전시킵니다. 일반적으로 커넥팅로드 및 기어와 같은 구성 요소가 포함됩니다.
포인터 및 다이얼: 포인터는 온도 판독값을 나타내며 다이얼에는 일반적으로 섭씨(degree) 또는 화씨(°F) 단위의 온도 눈금이 표시되어 있습니다.
보호 튜브: 온도 감지 요소를 감싸 부식 및 기계적 손상과 같은 외부 환경 요인으로부터 보호합니다. 스테인레스 스틸, 구리 합금 등 다양한 보호관 재질이 있으며 다양한 사용 환경에 따라 선택할 수 있습니다.
3. 특징
이점:
직관적인 판독: 추가 보조 장비가 필요하지 않으며 다이얼의 포인터 위치를 통해 온도를 직접 읽을 수 있어 간단하고 편리합니다.
간단한 구조: 일부 전자 온도계에 비해 구조가 복잡하지 않고 신뢰성이 높으며 유지 관리 비용이 낮습니다.
우수한 내진 성능: 기계적 구조로 인해 진동이 있는 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있으므로 진동 간섭에 덜 민감하고 측정 정확도에 영향을 줍니다.
외부 에너지 불필요: 외부 전원이나 배터리 없이 온도로 인한 바이메탈 시트의 변형에 의존하여 작동하며 에너지에 쉽게 접근할 수 없는 상황에 적합합니다.
단점:
제한된 정확도: 일반적인 정확도는 ± 1% - ± 2% FS(전체 범위) 이내입니다. 이는 고정밀 전자 온도계보다 약간 낮으며 극도로 높은 온도 정확도가 필요한 상황에는 적합하지 않습니다.
느린 응답 속도: 바이메탈 시트의 변형은 온도 변화에 반응하는 데 일정 시간이 필요하며, 특히 판독값 업데이트 속도가 상대적으로 느린 급격한 온도 변화의 경우 더욱 그렇습니다.
4. 분류
외관에 따라 분류:
축형(Axial Type) : 포인터가 보호관의 축방향과 평행한 형태로 배관이나 장비 측면 설치에 적합하여 측면에서 온도 관찰이 용이하다.
방사형: 포인터는 보호 튜브에 방사형으로 수직이며 일반적으로 파이프라인의 상단 또는 하단에 설치됩니다. 전면에서 온도를 읽을 수 있어 편리합니다.
범용 유형: 헤더와 보호 튜브는 범용 조인트로 연결되어 다양한 관찰 위치 요구 사항을 충족하기 위해 헤더의 각도를 유연하게 조정할 수 있습니다.
사용 환경에 따라 분류:
일반 유형: 온도 및 습도와 같은 환경 조건에 대한 엄격한 요구 사항이 없으므로 일반 산업 및 민간 환경에 적합합니다.
부식 방지 유형: 특수 부식 방지 재료는 보호 파이프 및 관련 부품을 만드는 데 사용되며, 이는 화학 생산에서 일부 부식성 매체를 측정하는 것과 같이 부식성 가스 또는 액체가 있는 환경에서 사용할 수 있습니다.
방폭형 : 관련 방폭 규격을 준수하고, 방폭구조와 전기적 성능을 갖추고 있으며, 석유화학, 탄광 등 산업현장의 위험지역 등 인화성, 폭발성 가스나 분진이 있는 위험지역에서 사용이 가능합니다.
5. 적용분야
산업 생산: 반응 용기, 파이프라인, 열 교환기 등과 같은 장비의 온도 모니터링과 같은 화학, 정유, 전력, 철강 등 다양한 공정 산업의 온도 측정에 사용되어 생산 공정이 적절한 온도 범위 내에서 수행됩니다. 예를 들어, 화학 반응 용기에서 바이메탈 온도계는 반응 온도를 실시간으로 모니터링하여 온도가 과도하거나 부족하여 반응 효과에 영향을 미치고 심지어 안전 사고를 일으키는 것을 방지합니다.
HVAC: 건물의 난방, 환기 및 공조 시스템에서 공기, 물과 같은 매체의 온도를 측정하고 시스템 작동을 조절하며 쾌적한 실내 환경을 조성하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 에어컨 시스템의 공기 덕트에 바이메탈 온도계를 설치하면 온도에 따라 에어컨의 냉방 또는 난방 전력을 조정할 수 있습니다.
농업: 온실의 실내 온도를 모니터링하여 작물 성장에 적합한 온도 환경을 제공합니다. 직원은 바이메탈 온도계의 판독값을 기반으로 환기, 난방 또는 냉방 장비를 적시에 조정할 수 있습니다.
일상 생활: 오븐, 온수기 등 일부 가전 제품도 바이메탈 온도계를 사용하여 온도를 제어하여 제품의 정상적인 사용과 안전을 보장합니다. 예를 들어, 오븐의 바이메탈 온도계는 가열 요소의 작동을 제어하여 오븐 내부 온도를 설정된 범위 내로 유지하여 음식 굽기의 효율성을 보장할 수 있습니다.
