ترموکوپل یک سنسور است که برای اندازه گرفتن دما استفاده میشود. ترموکوپلها از دو پایه سیم، از فلزات مختلف تشکیل شده‌اند که پایه‌های سیم به هم جوش میشوند و یک اتصال ایجاد می‌کنند.
این محل اتصال، جایی است که دما اندازه گیری میشود. هنگامی که محل اتصال دچار تغییر دما میشود، ولتاژ ایجاد میشود؛ سپس ولتاژ را می‌توان با محاسبه دما تفسیر کرد. (در رابطه با اینکه ولتاژ چیست بیشتر بخوانید)
این تجهیزات انواع متفاوتی دارند و با توجه به این موضوع، هرکدام از آنها برای کاربردهای خاص استفاده میشوند. در این مقاله می‌خواهیم بیشتر در مورد ترموکوپل صنعتی بدانیم. در ادامه با ما همراه باشید.
کاربرد ترموکوپل چیست؟
ترموکوپل ها در صنعت کاربردهای بسزایی دارند، یکی از مهم ترین کاربردهای آنها در جهت ایمن سازی تجهیزات گازسوز است، در ادامه کاربردهای دیگر آنها را بررسی خواهیم کرد:
- تولید برق
- معدن
- نفت/گاز
- داروسازی
- بیوتکنولوژی
- سیمان
- کاغذ
- صنایع غذایی
- وسایل گازسوز
- مصرف های پزشکی
- شیشه و بسیاری دیگر…
همچنین از آنها در وسایل روزمره مانند اجاق گاز، و… نیز استفاده میشوند.
تاریخچه ترموکوپل
در سال ۱۸۲۱، توماس یوهان سیبک، فیزیکدان آلمانی، مفهوم فلزات مختلف را هنگامی که به یکدیگر متصل میشوند، بررسی کرد. او کشف کرد که تغییرات دما باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی شده است. از آنجا، میدان مغناطیسی به عنوان بخشی از جریان ترموالکتریک کشف شد. ولتاژ تولید شده از دو نوع سیم برای اندازه گیری دما از خیلی زیاد به پایین استفاده میشود.
اندازه گیری دما به نوع جنس سیم مورد استفاده وابسته است، و در جریان بسیار کم، توان از اتصال ترمو کوپل تولید میشود.
از این کشف و پس از تحقیقات بیشتر دانشمندان در طول تاریخ، ترمو کوپل‌ها در اوایل دهه ۱۹۰۰ ساخته شدند. از آن زمان به بعد این فناوری توسعه یافته و پیشرفت روز افزون داشته است. ترموکوپلها در حال حاضر در بسیاری از لوازم مختلف از تهیه غذا تا تولید دارو استفاده میشوند.
انواع ترموکوپل
انواع مختلفی از آنها وجود دارد که هر کدام از نظر محدوده دما، دوام، مقاومت در برابر لرزش، مقاومت شیمیایی و سازگاری با کاربردها، ویژگی‌های متفاوتی دارند. ترمو کوپل‌های نوع J K، T «Base Metal» رایج‌ترین انواع ترموکوپلها هستند.
ترمو کوپل‌های نوع R و S ترموکوپلهای فلزی کمیاب هستند که در کاربردهای با دمای بالا استفاده میشوند.
انواع مختلف ترموکوپلهای محبوب عبارتند از:
- نوع K: رایج‌ترین نوع ترموکوپل، ارزان، قابل اعتماد و دقیق است.
- نوع J: این نوع، همچنین بسیار رایج است، اما دامنه دمایی کمتری دارد و همچنین در دماهای بالاتر از نوع K طول عمر کمتری دارد.
- نوع T: یک ترموکوپل پایدار و برای دماهای پایین‌تر استفاده میشود.
- نوع E: سیگنال قوی‌تر و دقت بالاتری دارد.
- نوع N: دقت و محدودیت‌های مشابه K را دارد اما کمی گران‌تر است.
- نوع S: برای دماهای بسیار بالا و عمدتاً در صنعت دارؤسازی استفاده میشود.
- نوع R: از نظر عملکرد شبیه به نوع S است و به دلیل دقت و پایداری اغلب در دمای پایین‌تر استفاده میشود.
- نوع B: دارای بالاترین محدوده دما در بین تمام ترموکوپلها است
ترموکوپل صنعتی یک نوع ترمو کوپل محبوب در بین افراد است؛ سازندگان، این ترمو کوپل‌ها را در محدوده‌ای از «IS A – M» عرضه می‌کنند. ترمو کوپل‌های همه منظوره برای اکثر کاربردها مناسب هستند و هزینه کمی دارند. متداول‌ترین ترموکوپل همه منظوره تولید شده نوع K است.
ترموکوپلهای چند نقطه‌ای دقیق‌ترین شکل اندازه گیری دما هستند و در جایی استفاده میشوند که اندازه گیری و مدیریت صحیح دما حیاتی است. این‌ها در انواع E، K، J، N و T تولید میشوند که از مواد مختلفی ساخته میشوند.
ساخت ترمو کوپل محدوده و به نیازهای مختلف اندازه گیری دما بستگی دارد.
سیم ترموکوپل چیست؟
جهت اتصال مستقیم ترمو کوپل به تجهیزات اندازه‌گیری دما؛ از یک سیم استفاده میشود که در برخی از موارد به عنوان کابل هم شناخته میشود. این کابل‌ها معمولاً در دو دسته تقسیم بندی میشوند:
- کابل افزاینده طول ترمو کوپل
- کابل جبران ساز ترمو کوپل
انواع ترموکوپل صنعتی
همانطور که گفته شد، ترموکوپلها به دلیل تطبیقپذیری خود به عنوان سنسورهای دما شناخته میشوند، بنابراین معمولاً در طیف گستردهای از کاربردها استفاده میشوند؛ از ترموکوپلهای صنعتی گرفته تا ترموکوپلهای معمولی. (نوع معمولی آن بیشتر در لوازم خانگی استفاده میشود.)
با توجه به طیف گستردهای از مدل‌ها و مشخصات فنی، بسیار مهم است که ساختار اصلی، نحوه کار، محدوده آن را درک کنید تا بهتر تعیین کنید که نوع و جنس ترموکوپل مناسب برای کاربرد شما چیست.
چگونه یک نوع ترمو کوپل را انتخاب کنم؟
از آنجایی که یک ترموکوپل در محدوده دمایی وسیع اندازه گیری میشود و می‌تواند نسبتاً ناهموار باشد، ترموکوپلها اغلب در صنعت استفاده میشوند. برای انتخاب ترموکوپل باید معیارهای زیر در نظر گرفته شوند:
- محدوده دما
- مقاومت شیمیایی ترمو کوپل یا مواد غلاف
- مقاومت در برابر سایش و لرزش
- الزامات نصب
پاسخ به سؤالات متداول
در ادامه به سؤالاتی که در این زمینه توسط بسیاری از افراد پرسیده شده است، می‌پردازیم.
زمان پاسخگویی ترموکوپل چقدر است؟
یک زمان ثابت، به عنوان زمان مورد نیاز یک سنسور برای رسیدن به 63.2٪ از یک مرحله تغییر دما در مجموعه ای از شرایط مشخص تعریف شده است.
هرچه قطر غلاف پروب کوچکتر باشد، پاسخ سریعتر است، اما حداکثر دما ممکن است کمتر باشد. با این حال، توجه داشته باشید که گاهی اوقات غلاف پروب نمی تواند طیف دمایی کامل نوع ترموکوپل را تحمل کند.
ارائه کننده انواع محصولات پی ال سی زیمنس با قیمت مناسب
ترموکوپل چگونه کار می کند؟
هنگامی که دو سیم متشکل از فلزات غیر مشابه در دو انتها به هم وصل میشوند و یکی از انتها گرم میشود، جریان پیوسته‌ای در مدار ترموالکتریک تشکیل میشود.
نکته اینجاست که اگر این مدار ناگهان شکسته شود، ولتاژ خالص مدار باز یا به اصطلاح Seebeck به صورت یک تابع از دمای قسمت اتصال و ترکیب دو فلز می‌باشد. به این معنی است که وقتی محل اتصال دو فلز سرد یا گرم شود، ولتاژی تولید خواهد شد که توانایی این را دارد که به دما بازگردد.
تک ولتاژ ارائه کننده انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی می‌باشد، جهت اطلاع از قیمت plc s7 1200 کلیک کنید.
سخن پایانی
همانور که گفته شد، ترموکوپلها انواع مختلفی دارند و هرکدام بر اساس محدوده دمایی، مقاومت شیمیایی، مقاومت ارتعاشی، دوام و… برای کاربردهای خاصی استفاده میشوند. ترمو کوپل‌های نوع R و S معمولاً برای کاربردهای در دمای بالا استفاده میشوند.
به طور کلی، این تجهیزات را می‌توان در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند پتروشیمی، صنعت نفت و گاز و… دانست. نظر شما در این زمینه چیست؟ اگر اطلاعاتی در این زمینه دارید، در بخش ارسال نظرات با ما در میان بگذارید.