bimetallisissa nauhalämpömittareissa lämpötilan mittaamiseen käytetään metallien eri laajenemisnopeuksia kuumennettaessa!
toimintaperiaate
lämpötiloja voidaan mitata kiinteiden aineiden erilaisen lämpölaajenemisen periaatteella. Tätä tarkoitusta varten kaksi metalliliuskaa (esim.teräs ja messinki), joiden lämpölaajeneminen on eriasteista, liitetään lujasti yhteen. Kuumennettaessa metallinauha deformoituu eri laajenemisasteiden vuoksi. Muodonmuutos on lämpötilan mitta, ja se voidaan lukea kalibroidusta asteikosta.
bimetallikaistalelämpömittareissa lämpötilan mittaamiseen käytetään metallien eri laajenemisnopeuksia kuumennettaessa!
metallisten materiaaliensa vuoksi bimetallilämpömittareita voidaan käyttää alle -100 °C: n ja yli 500 °C: n lämpötiloissa.
Bimetalliliuskat valmistetaan valssaamalla eri metallilevyt päällekkäin ja sitten kuumentamalla niitä niin, että metallit sitoutuvat liitokseen diffuusioprosesseilla (kylmähitsauksella).
Huom: bimetalliliuskan sähkönjohtavuuden vuoksi sitä käytetään usein myös turvakomponenttina automaattisammutuksessa. Bimetalliliuskoja löytyy esimerkiksi vedenkeittimistä, jotka sammuttavat vedenkeittimen automaattisesti avaamalla virtapiirin lämpötilan ollessa liian korkea (tai kiehumispisteen saavuttaessa).
tyypit bimetallilämpömittari
mitä pidempi Bimetalli, sitä suurempi mutka ja siten herkkyys lämpötilan mittaukseen. Tästä syystä pitkä bimetalliliuska kääritään usein Kelaan. Riippuen siitä, onko bimetallikela kiertynyt spiraalin tai ruuvin tavoin, voidaan erottaa kaksi erilaista tyyppiä.
Spiraalityyppinen bimetallilämpömittari
yksinkertaisin bimetallilämpömittarin rakenne on kietoa bimetalliliuska spiraaliksi. Spiraalin sisäpää on tiukasti kiinni kotelossa. Spiraalin ulkopäähän on kiinnitetty osoitin. Mitattu lämpötila voidaan sitten lukea kalibroidusta asteikosta.
tällainen muotoilu käyttäen bimetallic kierre on paitsi hyvin tilaa säästävä, mutta myös kustannustehokas. Haittapuolena on kuitenkin se, että kellotaulu ja lämpötila-anturi eivät ole erillään toisistaan. Koko bimetallilämpömittari on siksi sijoitettava suoraan väliaineeseen, jonka lämpötila on mitattava. Tällaisia lämpömittareita käytetään esimerkiksi jääkaapeissa tai pakastimissa tai huoneen lämpötilan määrittämiseen.
kierteisen tyypin bimetallilämpömittarin toimintaperiaate
monissa tapauksissa on tarpeen erottaa osoitin (osoitin) spatiaalisesti anturista (bimetallikela). Esimerkiksi, jos veden lämpötila on mitattava lämmitysputkessa, kuten lämmitysjärjestelmissä on tapana. Lämpötila-anturin on sitten sijaittava putken sisällä, kun taas lämpötilan näytön on oltava putken ulkopuolella. Tai elintarviketeollisuudessa on myös tarpeen erottaa näyttö anturista, jos esimerkiksi elintarvikkeen sisällä on mitattava lämpötila (”lävistävä lämpömittari”).
näissä tapauksissa bimetallilämpömittarit on varustettu kierteiseen Kelaan käärityllä bimetallinauhalla. Kierteinen Bimetalli on toisesta päästä tiukasti kiinni Mittaputken sisäpuolella (bimetaali on kiinnitetty lieriömäiseen tappiin, joka painetaan lujasti varteen). Kierteisen kelan läpi ohjataan pyörivä metallitanko, joka on kytketty siihen irtopäässä. Metallitangon yläpäähän on kiinnitetty osoitin. Jos mittaputkea nyt lämmitetään, kierteinen Bimetalli kääntyy ja pyörittää metallitankoa. Kalibroidulla asteikolla vastaava lämpötila voidaan lukea pois.
tällaiset bimetallilämpömittarit voidaan myös varustaa kytkinkoskettimilla, jotka sulkevat virtapiirin, kun tietty lämpötila ylittyy tai alittaa; sähköinen signaali käynnistyy vastaavasti. Kytkinkoskettimilla voidaan siis suorittaa säätötehtäviä esimerkiksi lattialämmitysjärjestelmien termostaattina, joka sammuttaa lämpöpumpun turvallisuussyistä lämpötilan ollessa liian korkea ja kytkee sen uudelleen päälle lämpötilan laskiessa tietyn tason alapuolelle.
