ابتدایی ترین دماسنج پرشده، دماسنج طبی است که شامل یک حباب شیشه ای پرشده با الکل یا جیوه و یک لوله شیشه ای مدرج است.
زمانی که دمای حباب شیشه ای بالا می رود، مایع داخل حباب منبسط می شود و در لوله مدرج بالا می رود.
دماسنج های پرشده صنعتی مشابه گیج های فشار هستند که بوسیله یک تیوب با سوراخ نازک به یک حباب پرشده وصل شده است.
حباب می تواند با مایع، گاز یا بخار پرشود.
دسته بندی دماسنج های پرشده
دماسنج های پرشده بر اساس ماده ای که با آن پر شده اند دسته بندی می شوند.
- کلاس I : پرشده با مایع
- کلاس II : پرشده با بخار
- کلاس III : پرشده با گاز
لطفا توجه فرمایید که دماسنج های پرشده با جیوه به دلیل خطرات آن برای سلامتی و ملاحظات زیست محیطی، دیگر استفاده نمی شوند.
جدول زیر یک مقایسه خوب از کلاسهای مختلف دماسنج های پر شده ارائه می دهد:
یک نکته مهم که درمورد دماسنج های پرشده که باید مورد توجه قرارگیرد، پاسخ زمانی آنهاست.
پاسخ زمانی دماسنجهای پرشده به ماده پرشده، شکل حباب ، قطر لوله یا تیوب و … آنها بستگی دارد.
دماسنج های پرشده با گاز و بخار نسبت به دماسنج های پرشده با مایع پاسخ زمانی سریعتری دارند.
پاسخ زمانی با دوبرابر کردن قطر حباب، دو برابر می شود.
همچنین اگر حباب داخل ترموول قرارگیرد، پاسخ زمانی طولانی تر می شود.
دماسنج های پر شده با مایع
مایعی که این نوع دماسنج ها با آن پر می شوند، معمولا زایلین (C8H10 ) است که یک هیدروکربن خنثی است.
فشار سیستم این دماسنج ها باید از فشاربخارشوندگی مایع پر کننده بیشترباشد تا از بوجود آمدن حباب در لوله یا تیوب ارتباطی جلوگیری شود.
رنج پایین این دماسنج با توجه به نقطه انجماد مایع پر کننده و رنج بالای آن براساس دمایی که آن مایع دیگر درآن دما پایدار نیست، تعیین می شود.
محافظت عبور از رنج دماسنج های پرشده با مایع معمولا 100% رنج اندازه گیری است.
دماسنج های پر شده با بخار
در این نوع از دماسنج، حباب و لوله ارتباطی، هم با مایع و هم بخار ماده، پر شده است.
فشارسیستم این دماسنج تابع فشاربخارشوندگی ماده پر کننده در دمای کارکرد است.
معمولا سیالهای زیربه عنوان ماده پر کننده استفاده می شوند:
متیل کلراید، دی اکسید سولفور، بوتان، پروپان، هگزان، متیل اتر، اتیل کلراید، اتیل اتر، اتیل الکل، کلروبنزن.
برای رنج های دمایی پایین اتان با فشار بخار شوندگی 1.4 تا 41 بار در رنج دمایی -73 تا 29 درجه سانتی گراد، و برای رنج های دمایی بالا اتیل کلراید با همان فشار بخارشوندگی، اما در رنج دمایی 38 تا 177 درجه سانتی گراد می توانند استفاده شوند.
بالاترین دما به نقطه بحرانی سیال پرکننده محدود می شود و پایین ترین دما در نتیجه کاهش حساسیت خواندن دما زمانی که تغییرات فشار بخارشوندگی نسبت به تغییرات واحد دما در دماهای پایین بسیار کم است، متناسب با آن ماده تعیین می گردد.
محدوده عبورازرنج دماسنج های پرشده با بخاربسیارکم است، زیرا فشاربخارشوندگی تمایل دارد با دما، بصورت نمایی افزایش یابد.
دماسنج های پرشده با گاز
مبنای عملکرد دماسنج های پرشده با گاز به این صورت است که فشار گاز کامل محدود شده در حجم ثابت متناسب با دمای مطلق آن است.
گازهای استفاده شده در این دماسنج ها گاز کامل نیستند اما اختلاف بقدری کم است، که از اندازه گیری فشار می توان برای مشخص کردن دما آنها استفاده کرد.
نیتروژن متداول ترین گاز برای دماسنج های پرشده با گاز است، زیرا یک گاز ذاتی و ارزان است، اما برای دماهای پایین هلیم بهتر است.
رنج پایین دما در دماسنج های پرشده با گاز به دمای بحرانی گاز پرکننده (معمولا نیتروژن یا هلیم) محدود می شود.
رنج بالایی دما به ماده سازنده حباب بستگی دارد.
رنج نهایی اندازه گیری می تواند 1200 درجه فارنهایت ( 667 درجه سانتی گراد) باشد، که فقط به عوامل غیرخطی ناشی ازشار جرمی از حباب محدود می شود.
پایین ترین رنج دمایی نیز به فشاری که در آن تیوب بوردون بیش از حد تحمل فشرده نشود، محدود می گردد.
سرعت پاسخ دماسنج های پر شده با گاز معمولا خوب است.
