डिलेटोमीटर

तरल पदार्थ और ठोस के उष्मीय विस्तार की माप के लिए डाइलेटोमीटर की एक सरल संरचना

डाइलेटोमीटर एक वैज्ञानिक उपकरण है जो भौतिक या रासायनिक प्रक्रिया के कारण होने वाले आयतन परिवर्तन को मापता है। डाइलेटोमीटर का एक परिचित अनुप्रयोग कांच में पारा युक्त तापमापीय है, जिसमें तरल स्तंभ के आयतन में परिवर्तन को आशंकित मापनी से पढ़ा जाता है। चुकि पारे की परिवेशी तापमान सीमाओं पर विस्तार की अत्यधिक स्थिर दर होती है, आयतन परिवर्तन सीधे तापमान से संबंधित होते हैं।

अनुप्रयोग

मिश्र धातुओं के निर्माण, मार्टेंसाईट परिवर्तन के अध्ययन, संपीड़ित और सिंटरिंग उच्चतापसह यौगिकों, काँच, चीनी मिट्टी के उत्पादों, मिश्रित सामग्री और प्लास्टिक के निर्माण में डाइलेटोमीटर का उपयोग किया जाता हैं। डाइलेटोमेट्री का उपयोग रासायनिक अभिक्रियाओं की प्रगति की अनुश्रवण के लिए भी किया जाता है, विशेष रूप से वे जो एक पर्याप्त आयतनिक मोलर अभिक्रिया (जैसे, पोलीमराइजेशन) प्रदर्शित करते हैं। एक विशिष्ट उदाहरण चरण परिवर्तन की दर है। खाद्य विज्ञान में, खाद्य तेलों और मक्खन के यथार्थ वसा सूचकांक को मापने के लिए डाइलेटोमीटर का उपयोग किया जाता है। डाइलेटोमीटर का एक अन्य सामान्य अनुप्रयोग उष्मीय विस्तार का माप है। ताप विस्तारशीलता एक महत्वपूर्ण अभियांत्रिकी मापदंड है, जिसे इस प्रकार परिभाषित किया जाता हैं:

$\alpha ={\frac {1}{V}}{\biggl (}{\frac {\partial V}{\partial T}}{\biggr )}_{p,N}\$

प्रकार

डाइलेटोमीटर के कई प्रकार हैं:

• कैपेसिटेंस डाइलेटोमीटर में एक स्थिर प्लेट और एक गतिमान प्लेट के साथ समानांतर प्लेट संधारित्र होता है। जब प्रक्रण की लम्बाई परिवर्तित होती हैं, तो यह गतिमान प्लेट को स्थानांतरित करती है, जो प्लेटों के बीच की दुरी को परिवर्तित कर देता हैं। धारिता, अंतराल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। 10 पिकोमीटर तक की लंबाई में परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है।
• संयोगी रॉड (पुश रॉड) डिलेटोमीटर, से जिस युक्ति की जांच की जा सकती है वह भट्टी में है। एक संयोगी रॉड उष्मीय विस्तार को विकृति प्रमापक में स्थानांतरित करता है, जो स्थानांतरण को मापता है। चूंकि मापने की प्रणाली (संयोगी रॉड) युक्ति के समान तापमान के संपर्क में है और इसी तरह प्रसारित होता है, जिससे की एक सापेक्ष मूल्य प्राप्त होता है, जिसे बाद में परिवर्तित किया जाना चाहिए। संयोगी रॉड विस्तार के प्रभाव को कम करने के लिए मिले हुए कम-विस्तारित सामग्री और अंतर निर्माण का उपयोग किया जा सकता है
• उच्च दृढ़ता - लेज़र डाइलेटोमीटर, उच्चतम दृढ़ता तथा पूर्ण सटीकता माइकलसन व्यतिकरणमापी प्रकार के लेज़र डाइलेटोमीटर के साथ संभव है। दृढ़ता पिकोमीटर तक जाता हैं। शीर्ष पर हस्तक्षेप माप के सिद्धांत बहुत अत्यधिक सटीकता की संभावना देते हैं और यह अंशांकन की आवश्यकता के बिना पूर्ण माप तकनीक है।
• प्रकाशिक डाइलेटोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो तापमान पर गरम किए गए युक्ति के आयाम भिन्नता को मापता है जो सामान्यतौर पर 25 से 1400 डिग्री सेल्सियस तक होता है। प्रकाशिक डाइलेटोमीटर असंपर्क विधि का उपयोग करके पदार्थ के विस्तार और संकुचन के निरिक्षण की अनुमति देता है: डिजिटल कैमरे से जुड़ा प्रकाशीय समूह तापमान के कार्य के रूप में विस्तार / अनुबंधित युक्तियों की छवियों को लगभग ± 70 माइक्रोमीटर प्रति के रिज़ॉल्यूशन के साथ ग्रहण करता है। जैसा कि प्रणाली पदार्थ को गर्म करने की अनुमति देता है और उपकरण और युक्ति के बीच किसी भी संपर्क के बिना इसके अनुदैर्ध्य / ऊर्ध्वाधर गति को मापता है, यह संभव है कि सबसे अत्यधिक तन्य पदार्थ, जैसे कि पॉलिमर, साथ ही सबसे नर्म, सिंटरिंग प्रक्रिया के लिए सिरेमिक पाउडर जैसे असंगत का विश्लेषण किया जाए।

तापमान में सरल माप के लिए 0 से 100 डिग्री सेल्सियस तक, जहां पानी गर्म हो जाता है और नमूने के ऊपर प्रवाहित होता है। यदि धातु के विस्तार के रैखिक गुणांक को मापा जाना है, तो धातु से बने पाइप के माध्यम से गर्म पानी बहेगा। पाइप पानी के तापमान तक गर्म होता है और सापेक्ष विस्तार को पानी के तापमान के एक समारोह के रूप में निर्धारित किया जा सकता है।

द्रवों के आयतन प्रसार को मापने के लिए पानी से भरा एक बड़ा काँच का बर्तन लिया जाता है। युक्ति तरल के साथ विस्तार टैंक (सही मात्रा पैमाने के साथ कांच के पात्र) में होता है। यदि कोई पानी को गर्म करता है, तो युक्ति द्रव फैलता है और आयतन परिवर्तन पढ़ा जाता है। चूँकि युक्ति पात्र के विस्तार को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

गैसों के विस्तार और प्रत्यावर्तन गुणांक को डायलेटोमीटर का उपयोग करके नहीं मापा जा सकता है, क्योंकि दाब यहाँ एक भूमिका निभाता है। ऐसे मापन के लिए गैस थर्मामीटर अत्यधिक उपयुक्त होता है।

डिलेटोमीटर में अधिकांशतः तापमान को नियंत्रित करने के लिए तंत्र सम्मिलित होता है। यह ऊंचे तापमान (तापमान 2000°C) पर माप के लिए औद्योगिक भट्टी हो सकता है, या कमरे के तापमान से नीचे के तापमान पर माप के लिए निम्नतापस्थायी हो सकता है। धातुकर्म अनुप्रयोगों में अधिकांशतः परिष्कृत तापमान नियंत्रण सम्मिलित होते हैं जो युक्ति को गर्म करने और बुझाने के लिए सही तापमान-समय पहचान क्रियान्वित करने में सक्षम होते हैं।

यह भी देखें

• प्रकाशिक डिलेटोमीटर
• विकृति प्रमापक