فشار سنج هدايت گرمایی چیست

فشار سنج هدایت گرمایی

در گازهای واقعی هر چه چگالی گاز بر اثر افزایش فشار  افزایش یابد، توان هدایت حرارت افزایش می یابد. به همین دلیل از این خاصیت گازها برای اندازه‌ گیری فشار استفاده می ‌شود. در این فشار سنج ها یک سیستم فیلامتی با جریان الکتریکی گرم می ‌شود سپس دمای فیلامنت با یک دماسنج مقاومتی (RTD) Resistance Temperature Detector اندازه‌ گیری می شود این دما به میزان از دست دادن حرارت فیلامت به محیط گاز اطراف خود ( هدایت حرارتی گاز Thermal conductivity in gass) وابسته است. از این رابطه می توان مقدار فشار را به دست آورد. این دماسنج ها به دو نوع دو سیمه و یک سیمه تقسیم می شوند. نوع دو سیمه این فشارسنج ، از یک سیم پیچ بعنوان گرم کننده و از سیم دیگر که در نزدیکی فیلامت گرم کننده قرار دارد جهت اندازه ‌گیری دما استفاده می ‌کند . این سیم‌ها عمدتا از جنس پلاتین هستند .

نوع یک سیمه این فشارسنجها که به فشارسنج پیرانی معروف است.

فشارسنج پیرانی (Pirani gauge)

این نوع فشارسنج در سال ۱۹۰۶توسط مارسلو استفانو پیرانی Marcello Stefano Piraniابداع شد. فشارسنج پیرانی، یکی از متداول ترین فشارسنج های هدایت حرارتی  است که در آن از فیلامت پلاتینیوم، نیکل و یا تنگستن استفاده می شود. فشار سنج پیرانی بر اساس وابستگی مقاومت یک سیم گرم شده به درجه حرارت آن سیم، طراحی و ساخته شده است.

به عبارت دیگر این فشار سنج از یک سیم پلاتین که در معرض فشار تحت اندازه‌گیری قرار گرفته است تشکیل شده، سیم توسط یک جریان الکتریکی گرم شده و توسط گاز اطراف آن خنک می ‌شود. اگر فشار گاز کم شود (با افزایش مقدار خلاء )، اثر خنک کنندگی کاهش پیدا می ‌کند و بنابراین دمای تعادل سیم افزایش پیدا می ‌کند و در نتیجه مقاومت سیم که تابعی از دمای آن است تغییر کرده و با اندازه‌گیری ولتاژ دو سر آن که در اثر عبور جریان مناسب گرم کننده ایجاد می ‌شود، می توان فشار تحت اندازه‌گیری را تعیین کرد. این نوع فشارسنج در گستره ۱۰ تا  تور ^۳-۱۰( محدوده خلاء ) از صحت مناسب برخوردار است و معمولاً برای اندازه‌ گیری خلاء استفاده می شود.

فشار سنج ترموکوپلی  (Thermocouple gauge) 

فشار سنج ترموکوپلی  و تریمیستوری مشابه فشارسنج پیرانی کار می کنند به جز آنکه در این فشارسنج ها، فشار بصورت مستقیم و بر اساس تغییر درجه حرارت سیم اندازه گیری می شود. شکل زیر نمای شماتیک از یک  فشارسنج ترموکوپلی می باشد.