معرفی ترموستات و انواع آن

ترموستات چیست؟

ترموستات به مجموعه‌ای از اجزای کنترل خودکار اشاره دارد که با توجه به تغییرات دما در محیط کار، درون سوئیچ از نظر فیزیکی تغییر شکل می‌دهند و در نتیجه برخی جلوه‌های ویژه را ایجاد می‌کنند و عملکردهای هدایت یا قطع را انجام می‌دهند. همچنین به آن سوئیچ کنترل دما، محافظ دما، کنترل‌کننده دما یا به اختصار ترموستات نیز گفته می‌شود. ترموستات می‌تواند برای کنترل و تنظیم دما استفاده شود. هنگامی که دما به مقدار تعیین شده می‌رسد، برق به طور خودکار روشن یا خاموش می‌شود تا به اهداف گرمایشی یا سرمایشی دست یابیم.

 

 

اصل کار ترموستات

معمولاً برای نمونه‌برداری و نظارت بر دمای محیط از طریق یک سنسور دما است. هنگامی که دمای محیط بالاتر یا پایین‌تر از مقدار کنترل تنظیم‌شده باشد، مدار کنترل شروع به کار می‌کند و سیگنال کنترل مربوطه را برای دستیابی به تنظیم و کنترل دما ارسال می‌کند. برخی از ترموستات‌ها همچنین دارای عملکرد هشدار بیش از حد مجاز هستند. هنگامی که دما از مقدار هشدار تنظیم‌شده فراتر رود، یک سیگنال صوتی یا نوری هشدار دهنده منتشر می‌شود تا به کاربر یادآوری کند که به موقع آن را مدیریت کند.

ترموستات‌ها کاربردهای گسترده‌ای دارند و می‌توانند در تجهیزات مختلفی که نیاز به گرمایش یا سرمایش دارند، مانند فرهای برقی، یخچال‌ها، تهویه مطبوع و غیره، مورد استفاده قرار گیرند. در عین حال، ترموستات‌ها را می‌توان در زمینه‌های مختلف صنعتی مانند صنایع شیمیایی، داروسازی، فرآوری مواد غذایی و غیره نیز برای دستیابی به کنترل دقیق دما در طول فرآیند تولید استفاده کرد.

هنگام انتخاب و استفاده از ترموستات، باید عواملی مانند ویژگی‌های شیء تحت کنترل، محیط استفاده، الزامات دقت و غیره را در نظر بگیرید و بر اساس شرایط واقعی، انتخاب‌ها و تنظیمات را انجام دهید. در عین حال، در حین استفاده، باید به نگهداری و تعمیر نیز توجه کنید و مرتباً دقت و حساسیت سنسور را بررسی کنید تا از عملکرد طبیعی ترموستات اطمینان حاصل شود.

 

طبقه بندی ترموستات

ترموستات‌ها را می‌توان بر اساس عملکردشان طبقه‌بندی کرد، که عمدتاً شامل دسته‌های زیر می‌شود:

 

 

ترموستات مکانیکی

ترموستات مکانیکی از یک ساختار مکانیکی برای اندازه‌گیری و تنظیم دما استفاده می‌کند. معمولاً در لوازم خانگی اقتصادی و ساده مانند گرمایش، تهویه مطبوع و کولر گازی استفاده می‌شود. همچنین می‌تواند در ارتباط با سایر سیستم‌ها برای تشکیل سیستم‌های کنترل خودکار پیچیده استفاده شود. مزایای آن هزینه کم و استفاده آسان است. معایب آن دقت پایین، محدوده تنظیم محدود و عملکرد نامناسب است.

 

 

ترموستات الکترونیکی

ترموستات الکترونیکی از قطعات الکترونیکی برای اندازه‌گیری و کنترل دما استفاده می‌کند. این ترموستات دارای ویژگی‌های دقت بالا، حساسیت، عملکردهای قدرتمند و عملکرد آسان است. این ترموستات عمدتاً در لوازم خانگی، تجاری و صنعتی رده بالا استفاده می‌شود. روش‌های تنظیم رایج شامل الگوریتم PID، مدولاسیون پهنای پالس PWM، تنظیم متناسب با نقطه صفر ZPH و کنترل فازی و غیره است که می‌تواند کنترل دما با دقت بالا و اثرات صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف را به دست آورد. ترموستات دیجیتال و کنترل‌کننده دمای PID بر اساس ترموستات الکترونیکی عمل می‌کنند.

 

 

ترموستات دیجیتال

ترموستات دیجیتال یک دستگاه کنترل دما است که یک صفحه نمایش دیجیتال و یک کنترل کننده دیجیتال را در خود جای داده است که می‌تواند مقدار دمای فعلی و مقدار دمای تنظیم شده را نمایش دهد و می‌توان آن را به صورت دستی از طریق دکمه‌ها و روش‌های دیگر تنظیم کرد. این دستگاه دارای دقت بالا، قابلیت اطمینان خوب و عملکرد ساده‌ای است. مدار داخلی آن مشابه ترموستات الکترونیکی است. برای مواردی که تنظیم مکرر دما مورد نیاز است، مانند آزمایشگاه‌ها، تجهیزات الکترونیکی و غیره، مناسب است.

کنترل کننده دمای PID

 

در کنترل فرآیند، کنترلر PID (که به آن تنظیم‌کننده PID نیز گفته می‌شود) که بر اساس نسبت (P)، انتگرال (I) و تفاضلی (D) انحراف کنترل می‌کند، پرکاربردترین کنترلر خودکار است. کنترلر PID از نسبت، انتگرال و تفاضلی برای محاسبه مقدار کنترل بر اساس خطای سیستم برای کنترل استفاده می‌کند. هنگامی که ساختار و پارامترهای شیء کنترل‌شده را نمی‌توان به طور کامل درک کرد، یا نمی‌توان یک مدل ریاضی دقیق به دست آورد، یا اتخاذ سایر تکنیک‌های نظریه کنترل دشوار است، ساختار و پارامترهای کنترلر سیستم باید با تجربه و اشکال‌زدایی در محل تعیین شود. در حال حاضر، فناوری کنترل PID کاربردی راحت‌ترین است. با استفاده از الگوریتم کنترل PID برای کنترل دما، دقت و پایداری کنترل بالایی دارد. اغلب در داروسازی، فرآوری مواد غذایی، علوم زیستی و سایر مواردی که نیاز به دقت بالاتری دارند، استفاده می‌شود. مدت‌هاست که کنترلرهای PID توسط تعداد زیادی از پرسنل علمی و فنی و اپراتورهای میدانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و تجربیات زیادی را کسب کرده‌اند.

 

علاوه بر این، با توجه به سناریوهای مختلف استفاده، ترموستات‌ها روش‌های طبقه‌بندی دیگری مانند نوع دمای اتاق، نوع دمای کف و نوع دمای دوگانه بر اساس روش تشخیص دارند؛ با توجه به ظاهر متفاوت، آنها به نوع عقربه‌ای معمولی، نوع دکمه‌ای معمولی، نوع LCD با برنامه‌ریزی هوشمند پیشرفته و غیره تقسیم می‌شوند. انواع مختلف ترموستات‌ها ویژگی‌ها و سناریوهای کاربردی متفاوتی دارند و کاربران می‌توانند بر اساس نیازهای واقعی خود انتخاب کنند.