Ein Temperaturaktuator ist jedes Gerät, das Geräte als Reaktion auf Temperaturänderungen ein- und ausschaltet. Sie können eine Vielzahl von Methoden verwenden, um Temperaturänderungen zu messen, einschließlich Metallen, Chemikalien oder Gasen. Geräte zur Temperaturregelung können von einem einfachen Hausthermostat zur Steuerung von Heizungen oder Klimaanlagen bis hin zu komplexen Systemen zur Steuerung chemischer Reaktionen in Industrieanlagen reichen.
Heizungs- und Klimaanlagen sind an ein Thermostat im Gebäude angeschlossen. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts verwendeten Thermostate einen Quecksilberschalter zur Steuerung des Systems. Dieser Temperaturaktuator verwendet einen Bimetallstreifen, bei dem es sich um einen gewickelten Streifen aus zwei entlang ihrer Länge verschmolzenen Metallen handelt. Wenn sich die Temperatur ändert, dehnen sich die beiden Metalle mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus oder ziehen sich zusammen, und die Spule ändert ihre Form.
Quecksilber wurde in ein Glasrohr eingebaut, das an einem Ende der Bimetallspule angebracht war. Das flüssige Quecksilber bewegte sich in der Röhre hin und her, wenn sich die Temperatur änderte und elektrische Schaltkreise aktivierte, um das Heizen oder Kühlen zu steuern. Nur der Bimetallstreifen wurde von der Temperatur beeinflusst; das Quecksilber blieb unverändert. Die Verwendung von Quecksilber verschwand jedoch Ende des 20. Jahrhunderts aufgrund seiner Toxizität.
Chemikalien können verwendet werden, um einen Temperaturaktuator zu steuern, entweder durch Änderung von Größe, Phase oder Dampfdruck, und einige Chemikalien dehnen sich bei Temperaturänderungen aus und ziehen sich zusammen. Bei der Abdichtung in Rohren mit einem Kolben an einem Ende können Temperaturänderungen dazu führen, dass sich der Kolben bewegt und einen Schalter aktiviert. Eine Phasenänderung bezieht sich auf eine chemische Umwandlung von fest zu flüssig oder flüssig zu gasförmig. Fahrzeugthermostate, die für die Motortemperaturregelung verwendet werden, verwenden eine Wachsdichtung, die bei Erwärmung des Motors flüssig wird und ein Ventil öffnet, das die Zirkulation des Motorkühlmittels ermöglicht. Dieser wird beim Abkühlen des Motors wieder fest.
Der Dampfdruck kann auf zwei Arten zur Temperaturregelung verwendet werden. Eine Art von Temperaturaktuator misst den Dampfdruck eines Lösungsmittels, das in einem Rohr eingeschlossen und an einen chemischen Prozesstank oder ein Rohr angeschlossen ist. Mit steigender Temperatur steigt auch der Lösungsmitteldampfdruck und kann einen Schalter aktivieren.
Eine zweite Art von Dampfaktuator ist ein Metallhydrid-Controller. Metallhydride enthalten Wasserstoffmoleküle, die bei steigender Temperatur zu Wasserstoffgas werden. Der steigende Wasserstoffgasdruck kann gegen einen Kolben drücken und als Temperaturaktor verwendet werden. Sprinkleranlagen können diese Geräte verwenden, um Sprinklerköpfe für die Wasserkontrolle zu öffnen und zu schließen. Sobald das Feuer gelöscht ist, kehrt das Wasserstoffgas zum Metall zurück, der Gasdruck sinkt und der Sprinklerkopf schließt.
Ende des 20. Jahrhunderts begannen elektronische Temperaturregler, mechanische Geräte zu ersetzen. Als Thermistoren bezeichnete Geräte, bei denen es sich um temperaturempfindliche Regler ohne bewegliche Teile handelt, können hergestellt werden, die eine Steuerung in einem engen Temperaturbereich ermöglichen. Thermistoren können an Regelkreise angeschlossen werden, die Heiz- oder Kühlsysteme ein- und ausschalten und werden in vielen digitalen Thermostaten verwendet.