علماء روس يبتكرون جهازا لقياس الحرارة أدق من أي نظير له في العالم

ابتكر موظفو جامعة جنوب أورال الحكومية جهازًا يقيس درجة الحرارة بشكل أكثر دقة عدة مرات من نظائرها الموجودة في العالم، ولا يتطلب صيانة دورية، حسبما أفادت الخدمة الصحفية للجامعة.

قال فلاديمير زيفولين، كبير الباحثين في مختبر النمو البلوري التابع لمعهد أبحاث المواد المتقدمة وتقنيات توفير الموارد، لوكالة "سبوتنيك"، إنه في أغلب الأحيان في الصناعة والتكنولوجيا، يتم استخدام أنواع من موازين الحرارة مثل المزدوجة الحرارية والمقاومة الحرارية والثرمستر لقياس درجة الحرارة.

وأوضح: "كل موازين الحرارة هذه تتقادم بمرور الوقت: تبدأ قراءاتها في الانحراف عن المعيار، ويمكن أن يصل الخطأ إلى 5-15 درجة مئوية. لذلك، يضطر المتخصصون، على فترات زمنية معينة، إلى إزالة المستشعر من الجهاز ومعايرته. على سبيل المثال، في المختبرات لدينا يجب القيام بذلك مرة واحدة كل ستة أشهر، وفي الصناعة – بعد كل عملية تكنولوجية".

ومع ذلك، في بعض الأماكن، كما هو الحال على القمر الصناعي الفضائي أو في محطة الطاقة النووية، يكاد يكون من المستحيل صيانة جهاز استشعار درجة الحرارة.

ولحل هذه المشكلة، أنشأ المتخصصون في الجامعة جهاز استشعار يمكنه فحص نفسه بشكل مستقل في كل دورة تبريد وتدفئة. يشتمل على مقياس درجة الحرارة الرئيسي ومعيار يتم من خلاله مقارنة قراءات المستشعر باستخدام نقاط التحكم.

وأضاف الباحث: "هو عبارة عن كبسولة واحدة، أحادية الكتلة. إذا رأينا أن هناك انحرافًا عن نقاط التحكم، فيمكننا حساب تصحيح لدرجة الحرارة، والذي يجب إدخاله في الحسابات واستعادة القيم الحقيقية. لإنشاء الجهاز لقد استخدمنا "الفريت" - وهي مادة خاملة كيميائيًا ومستقرة حرارياً، ولا تتأثر حتى بإشعاع الخلفية العالي".

الفريت مادة مغناطيسية. عند تسخينه، تحدث تحولات الطورية فيه، وعند درجة حرارة معينة يصبح غير مغناطيسي. لقد تعلم علماء تغيير درجة حرارة انتقال الطور المغناطيسي للفريت بشكل يمكن التحكم فيه.

وطرح الباحثون فكرة أنه من خلال الكشف عن انتقال الطور المغناطيسي، من الممكن تحديد درجة حرارة الفريت بدقة. اقترح رئيس المختبر الدولي للتشخيص الذاتي الفني والمراقبة الذاتية للأجهزة والأنظمة في جامعة جنوب الأورال الحكومية، ألكسندر شيستاكوف، إنشاء جهاز استشعار حيث يعمل عنصر الفريت كمعيار لدرجة الحرارة. والنموذج الأولي لمقياس الحرارة "الدائم" جاهز ويتم اختباره.

ونوهت الجامعة إلى أنه لا يوجد سوى نظير صناعي واحد في السوق، وهو يتم إنتاجه في ألمانيا، إلا أن التطوير الروسي يتفوق عليه في جميع الخصائص.

وأضافت: "يستطيع المستشعر الألماني إجراء التحقق أو المعايرة باستخدام معيار درجة حرارة واحد فقط، ويحتوي الجهاز الروسي على خمس نقاط معايرة، وهي موزعة بالتساوي على نطاق تشغيل جهاز درجة الحرارة. يعمل الجهاز الأجنبي في درجات حرارة من 0 إلى 200 درجة مئوية، المستشعر الروسي – من 0 إلى 800 درجة مئوية، ويستخدم هذا على نطاق واسع في قياس الطاقة النووية والمعادن".

بالإضافة إلى ذلك، تعتقد الجامعة أن مقياس الحرارة "الدائم" سيكون مطلوبا في المختبرات العلمية. وفقا للتقديرات الأولية، ستكون دقة المستشعر زائد أو ناقص 1 درجة مئوية. وأشار الخبراء إلى أنه لا يوجد أي مزدوج حراري في العالم يمكنه توفير قياسات درجة الحرارة لفترة طويلة بهذه الدقة.