انواع ترموکوپل کدامند؟

ترموکوپل سنسوری است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. ترموکوپل ها از دو سیم ساخته شده از فلزات مختلف تشکیل شده اند. انتهای سیم در یک انتها به هم متصل می شوند تا یک رابط را تشکیل دهند. دما در این نقطه اتصال اندازه گیری می شود. هنگامی که دما در محل اتصال تغییر می کند، ولتاژ تولید می شود. این ولتاژ را می توان با محاسبه دما تفسیر کرد. اصل کار ترموکوپل از اثر Seebeck یا اثر ترموالکتریک پیروی می کند که به فرآیند تبدیل انرژی گرمایی به الکتریسیته اشاره دارد. این اثر ولتاژ الکتریکی را که هنگام اتصال سیم های مختلف به یکدیگر ایجاد می شود و چگونگی تغییر ولتاژ تولید شده با دما را توصیف می کند.

وجود انواع مختلف ترموکوپل ها و خواص منحصر به فرد هر کدام باعث شده تا در صنایع و دستگاه های مختلف کاربرد فراوانی داشته باشند. چگونه سنسورها را با توجه به نوع آنها انتخاب کنیم؟ کدام نوع ترموکوپل برای شما مناسب تر است؟ با خواندن این مقاله متوجه خواهید شد که کدام محصول برای شما مناسب است و بهترین نوع برای خرید کدام است؟

اصول کار ترموکوپل چیست؟

ساختار اصلی ترموکوپل از دو سیم فلزی مختلف تشکیل شده است که خواص الکتریکی متفاوتی در دماهای مختلف دارند. دو فلز در تماس با یکدیگر در یک طرف، جوش داده شده؛ این مکان (محل پیوند) نقطه اندازه گیری است. طرف دیگر نقطه اتصال است که به قرائت ولتاژ (ولت متر یا ترموستات) متصل است. هنگامی که دما در نقطه اندازه گیری تغییر می کند، چگالی الکترون در محل اتصال دو سیم فلزی نیز تغییر می کند. این چگالی الکترونی در حال تغییر ولتاژ اندازه گیری شده در محل اتصال است.

توجه داشته باشید که ترموکوپل ها دمای مطلق را به دقت اندازه گیری نمی کنند. در عوض، اختلاف دما بین نقطه اندازه‌گیری و نقطه اتصال را اندازه‌گیری می‌کنند. به همین دلیل است که ترموکوپل‌ها به جبران اتصال سرد نیاز دارند، که تضمین می‌کند دمای محیط در پایانه‌های اتصال سرد، نتایج اندازه‌گیری را تغییر نمی‌دهد و در نتیجه قرائت‌های دقیقی به دست می‌آید.

انواع ترموکوپل

در زیر به بررسی سنسورهای مختلف ترموکوپل و محدوده دمایی آنها خواهیم پرداخت. پس از مطالعه این بخش، متوجه خواهید شد که کدام نوع دماسنج برای شما مناسب است.

1.ترموکوپل نوع K

این ترموکوپل از سیم فلزی Ni-Cr (کرومل) و Ni-Al (آلومل) ساخته شده است. این ترموکوپل ارزان و یکی از پرکاربردترین و رایج ترین ترموکوپل ها می باشد. محدوده دمایی آن بین 250- تا 1300 درجه سانتیگراد است (این محدوده مطلق نیست و با توجه به سازنده و ظاهر آن متفاوت است، به عنوان مثال ترموکوپل های سیمی نوع K بین 40- تا 250 درجه است و نوع میله آن قابل اندازه گیری است. در محدوده 1300 درجه تا). ترموکوپل نوع K حساسیتی در حدود 41 µV/°C دارد و معمولاً در دماهای بالا استفاده می شود. ترموکوپل نوع K به دلیل استفاده از مس خاصیت ضد اکسیداسیون دارد، بنابراین برای کوره هایی که در آن اکسیداسیون اتفاق می افتد مناسب است.

2.ترموکوپل نوع J

این ترموکوپل از آهن فلزی (Fe) و مس نیکل (Constantan) آلیاژ مس نیکل ساخته شده است. محدوده دمایی این ترموکوپل بین 180- تا 800 درجه سانتی گراد می باشد. به دلیل امکان اکسیداسیون آهن در این ترموکوپل، در صنایع قالب گیری پلاستیک کاربرد دارد. حساسیت ترموکوپل نوع J 51 µV/°C است. به دلیل وجود آهن در مکان هایی که امکان اکسیداسیون وجود دارد بهتر است از ترموکوپل نوع J استفاده نکنید.

3. ترموکوپل نوع  E

این ترموکوپل با فلزات Ni-Cr (کرومل) و Cu-Ni (کنستانتان) ساخته شده است. محدوده عملکرد دمایی آن بین -40 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتیگراد است.این ترموکوپل بالاترین حساسیت را با 62 μV/°C دارد و در کاربردهای خلاء و مواردی که سنسور محافظت نشده است قابل استفاده است.

4. ترموکوپل نوع T

این ترموکوپل از مس و آلیاژ Cu-Ni (Constantan) ساخته شده است. عملکرد دمایی این نوع آلیاژ بین 250- تا 400 درجه سانتی گراد است. این ترموکوپل ارزان، مناسب برای کاربردهای دمای پایین و ضد آب است. حساسیت این ترموکوپل 46 μV/°C می باشد. ترموکوپل های نوع T به دلایل زیر اغلب در صنعت استفاده می شوند.

1. خطی تر از تمام ترموکوپل ها است.
2. محدوده دمایی مناسبی دارد.
3. حساسیت خوبی هم داره

5.ترموکوپل نوع N

این ترموکوپل از فلزات Ni-Cr-Si (Nicrosil) و Ni-Si-Mg (Nisil) ساخته شده است. دمای آن از -270 درجه سانتیگراد تا +1300 درجه سانتیگراد است. حساسیت این ترموکوپل 30 μV/°C می باشد و معمولا در دمای بالا استفاده می شود. همچنین تحمل این سنسور در برابر اکسیداسیون در دمای بالا بهتر از نوع K است.

6.ترموکوپل نوع  R،  S و B

این ترموکوپل ها از ترکیبات مختلف Pt-Rh (رادیوم پلاتین) ساخته شده اند (تفاوت این سه نوع در محتوای پلاتین است). قیمت آن بالا و حساسیت آن بسیار کم، حدود 10 µV/°C و محدوده دمایی آن حدود -50 درجه سانتی گراد تا +1750 درجه سانتی گراد است. این نوع ترموکوپل ها در اندازه گیری دمای بالا به عنوان مثال در صنعت شیشه و فولاد استفاده می شوند.

مرسوم ترین کاربردهای ترموکوپل‌ها چیست؟

ترموکوپل ها به دلیل دامنه دمایی گسترده، پایداری بالا و هزینه کم، رایج ترین حسگرهای دما در کره زمین هستند. ترموکوپل ها در کاربردهای مختلفی از لوازم خانگی گرفته تا فرآیندهای صنعتی، تولید برق، نظارت و کنترل کوره، پردازش مواد غذایی و نوشیدنی، حسگرهای خودرو، موتور هواپیما، موشک، ماهواره و فضاپیما استفاده می شوند. هنگامی که صحبت از دمای بالا، اندازه کوچک، پاسخ سریع، شوک یا لرزش زیاد می شود، اغلب ترموکوپل هایی را برای اندازه گیری دما مشاهده می کنید. به طور خلاصه رایج ترین کاربردهای ترموکوبل ها شامل موارد زیر است:

• ترموکوپل‌ها مناسب کاربردهای غذا
• ترموکوپل‌های مناسب اکسترودرها
• ترموکوپل‌های مناسب فشار کم
• ترموکوپل‌های مناسب کوره‌ها
• ترموکوپل‌های مناسب فلز مذاب

سخن پایانی

ساختار ترموکوپل محدود است و به نیازهای مختلف اندازه گیری دما بستگی دارد. از پایین به بالا، انواع مختلفی از فلزات و مواد مورد استفاده برای ساخت ترموکوپل مناسب برای هر سنسور دما وجود دارد. وقتی نوبت به انتخاب درست می رسد، همه چیز در مورد تحقیق و شناخت سازنده شماست. دمای صحیح هر عنصر برای ساخت همه محصولات به دما بستگی دارد. برای سفارش یا خرید محصولات ترموکوپل و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره تلفن 09216984266 تماس بگیرید.

سوالات متداول