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 पारा-इन-ग्लास थर्मामीटर 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 कैपेसिटर 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 रेज़ोल्यूशन - लेज़र डिलेटोमीटर माइकलसन इंटरफेरोमीटर प्रकार के लेज़र डिलेटोमीटर के साथ उच्चतम रिज़ॉल्यूशन और पूर्ण सटीकता संभव है। रिज़ॉल्यूशन पीकोमेट्रेस तक जाता है। शीर्ष पर हस्तक्षेप माप के सिद्धांत बहुत अधिक सटीकता की संभावना देते हैं और यह अंशांकन की आवश्यकता के बिना एक पूर्ण माप तकनीक है।
• ऑप्टिकल डिलेटोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो तापमान पर गरम किए गए नमूने के आयाम भिन्नता को मापता है जो आम तौर पर 25 से 1400 डिग्री सेल्सियस तक होता है। ऑप्टिकल डायलेटोमीटर एक गैर-संपर्क विधि का उपयोग करके सामग्री के विस्तार और संकुचन की निगरानी की अनुमति देता है: एक डिजिटल कैमरे से जुड़ा ऑप्टिकल समूह तापमान के कार्य के रूप में विस्तार / अनुबंधित नमूने की छवियों को लगभग ± 70 माइक्रोमीटर प्रति के रिज़ॉल्यूशन के साथ कैप्चर करता है। पिक्सेल। जैसा कि सिस्टम सामग्री को गर्म करने की अनुमति देता है और उपकरण और नमूने के बीच किसी भी संपर्क के बिना इसके अनुदैर्ध्य / ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को मापता है, यह संभव है कि सबसे अधिक नमनीय सामग्री, जैसे कि पॉलिमर, साथ ही सबसे नाजुक, जैसे असंगत का विश्लेषण किया जाए। सिंटरिंग प्रक्रिया के लिए सिरेमिक पाउडर।

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। नमूना तरल के साथ एक विस्तार टैंक (एक सटीक मात्रा पैमाने के साथ ग्लास कंटेनर) में। यदि कोई पानी को गर्म करता है, तो नमूना द्रव फैलता है और आयतन परिवर्तन पढ़ा जाता है। हालाँकि नमूना कंटेनर 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 दबाव यहाँ एक भूमिका निभाता है। ऐसे मापन के लिए एक गैस थर्मामीटर अधिक उपयुक्त होता है।

डिलेटोमीटर में अक्सर तापमान को नियंत्रित करने के लिए एक तंत्र शामिल होता है। यह ऊंचे तापमान (तापमान 2000 डिग्री सेल्सियस) पर माप के लिए एक औद्योगिक भट्टी हो सकता है, या कमरे के तापमान से नीचे के तापमान पर माप के लिए एक cryostat हो सकता है। धातुकर्म अनुप्रयोगों में अक्सर परिष्कृत तापमान नियंत्रण शामिल होते हैं जो नमूने को गर्म करने और बुझाने के लिए सटीक तापमान-समय प्रोफाइल लागू करने में सक्षम होते हैं।

यह भी देखें

• ऑप्टिकल डिलेटोमीटर
• विकृति प्रमापक