温度アクチュエータとは？

温度アクチュエータは、温度の変化に応じて機器のオン/オフを切り替えるデバイスです。 彼らは、金属、化学物質またはガスを含む温度変化を測定するためにさまざまな方法を使用する場合があります。 温度を制御するデバイスは、ヒーターやエアコンを制御するための単純な家庭用サーモスタットから、工業プラントの化学反応を制御する複雑なシステムまでさまざまです。

暖房および空調機器は、建物内のサーモスタットに接続されています。 20世紀後半まで、サーモスタットはシステムを制御するために水銀スイッチを使用していました。 この温度アクチュエータは、バイメタルストリップを使用しました。バイメタルストリップは、長さに沿って融合した2つの金属のコイルストリップです。 温度が変化すると、2つの金属がわずかに異なる速度で膨張または収縮し、コイルの形状が変化します。

水銀は、バイメタルコイルの一端に配置されたガラス管に取り付けられました。 温度が変化すると液体水銀がチューブ内を行き来し、加熱または冷却を制御するために電気回路を作動させました。 バイメタルストリップのみが温度の影響を受けました。 水銀は変化しませんでした。 しかし、水銀の使用は、その毒性のために20世紀後半までに消えていきました。

化学物質は、サイズ、相、または蒸気圧を変更することにより、温度アクチュエータを制御するために使用できます。一部の化学物質は、温度変化に伴って膨張および収縮します。 一端にピストンが付いたチューブに密封すると、温度が変化するとピストンが移動してスイッチが作動する可能性があります。 相変化とは、化学物質が固体から液体、または液体から気体に変化することを指します。 エンジンの温度制御に使用される車両のサーモスタットは、エンジンが温まると液体になるワックスシールを使用し、エンジンの冷却液を循環させるバルブを開きます。 これは、エンジンが冷えると固体に戻ります。

蒸気圧は、2つの方法で温度制御に使用できます。 温度アクチュエータの1つのタイプは、チューブに密封され、化学プロセスタンクまたはパイプに接続された溶媒からの蒸気圧を測定します。 温度が上昇すると、溶媒蒸気圧も上昇し、スイッチを作動させることができます。

蒸気アクチュエータの2番目のタイプは、金属水素化物コントローラーです。 金属水素化物には、温度が上昇すると水素ガスになる水素分子が含まれています。 水素ガスの圧力が増加すると、ピストンを押すことができ、温度アクチュエータとして使用できます。 消火スプリンクラーシステムは、これらのデバイスを使用して、水制御のためにスプリンクラーヘッドを開閉できます。 火が消されると、水素ガスが金属に戻り、ガス圧が下がり、スプリンクラーヘッドが閉じます。

電子温度制御は、20世紀後半に機械装置に取って代わり始めました。 サーミスタと呼ばれる、可動部のない温度に敏感なコントローラであるデバイスを作成して、狭い温度範囲を制御できます。 サーミスタは、加熱または冷却システムのオン/オフを切り替える制御回路に接続でき、多くのデジタルサーモスタットで使用されています。