ترموکوپل چیست و چه کاربردهایی دارد

آیا می خواهید بدانید ترموکوپل چیست، چگونه کار می کند، کجا استفاده می شود و همچنین انواع مختلف آن؟ سپس شما در نقطه مناسبی هستید، ما به تمام آن سوالات و بسیاری دیگر برای شما پاسخ داده ایم.

ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل (Thermocouple) یک سنسور دما (دستگاه الکتریکی) است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. این شامل دو نوع فلز است که در یک انتها به یکدیگر متصل شده و یک اتصال را تشکیل می دهند. هنگامی که اتصال سرد یا گرم می شود، به اصطلاح “ولتاژ وابسته به دما” تولید می کند که برای اندازه گیری دما استفاده می شود.

به عبارت دیگر، ترموکوپل یک سنسور بسیار ساده، قوی و ارزان برای اندازه‌گیری دما است که در فرآیندهای مختلفی برای اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آنها همچنین می توانند در تعداد زیادی از سبک ها تولید شوند. به عنوان مثال، پروب های ترموکوپل با کانکتور، ترموکوپل های سیم لخت، پروب های ترموکوپل و موارد دیگر.

ترموکوپل چگونه کار می کند؟

ترموکوپل یک جفت رسانای غیرمشابه است که هنگام عبور از یک گرادیان دما یک EMF می دهد. از آنجایی که فلزات مختلفی وجود دارند، نرخ‌های هدایت متفاوتی دارند که اندازه‌گیری کوچک اما مفیدی از EMF را ایجاد می‌کنند. EMF به آلیاژهای مورد استفاده و اختلاف دما بستگی دارد.

ترموکوپل برای چه مواردی استفاده می شود؟

اگر می‌پرسید کاربرد ترموکوپل چیست، خوب، آنها بسیار همه کاره هستند و به دلیل مقرون به صرفه بودن، استحکام و قابلیت‌هایشان در طیف وسیعی از برنامه‌ها برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند. آنها در کاربردهایی مانند لوازم خانگی، پردازش مواد غذایی، موتورهای هواپیما، نظارت بر کوره، سنسورهای خودرو و بسیاری موارد دیگر استفاده می شوند.

از دیگر دلایلی که ترموکوپل ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند این است که اندازه کوچکی دارند، می توانند دماهای بالا را اندازه گیری کنند، پاسخ سریع دارند و به خوبی می توانند ارتعاشات بالا را تحمل کنند.

ترموکوپل برای دمای پایین

در صورت نیاز به اندازه گیری دماهای پایین، ترموکوپل های نوع T، N، K و E می توانند با موفقیت برای انجام کار استفاده شوند. می توان از آنها برای اندازه گیری دما تا 200- درجه سانتی گراد استفاده کرد.

ترموکوپل برای فلز مذاب

اندازه گیری دمای فلز مذاب به دلیل شرایط سخت و دمای بسیار بالا بسیار دشوار است. بنابراین برای این منظور فقط می توان از ترموکوپل های نوع N و K Base Metal و انواع S، R و B پلاتینیوم استفاده کرد.

ترموکوپل برای کاربردهای غذایی

به طور خاص برای صنایع غذایی، ترموکوپل ها را می توان در طیف وسیعی از کاربردها استفاده کرد. برخی از محبوب ترین سنسورها و کاربردها عبارتند از کاوشگرهای نفوذ، سنسورهای تمیز در محل، کنترل صفحه داغ، نظارت بر زنجیره غذایی و کنترل فر.

ترموکوپل برای کوره

هنگام انتخاب ترموکوپل برای یک کوره، باید رسانش ها را در نظر داشته باشید. بنابراین، هنگامی که می خواهید ترموکوپل مناسب برای کوره خود را انتخاب کنید، لطفاً شرایط زیر را فراموش نکنید:

• قابلیت دمای غلاف یا پوشش محافظ.
• پیکربندی نصب
• جو استفاده خواهد شد.
• قابلیت دمای سیم های ترموکوپل.

انواع ترموکوپل

انواع مختلف ترموکوپل چیست؟

هشت نوع متداول ترموکوپل وجود دارد که هر کدام خواص منحصر به فردی دارند. آنها از نوع B، E، J، N، K، R، T و S هستند.

ترموکوپل نوع B

ترموکوپل نوع B از پلاتین (30٪ رودیوم) و پلاتین (6٪ رودیوم) آلیاژ تشکیل شده است. دارای محدوده دمایی بالا بین 1370 تا 1700 درجه سانتی گراد است که آن را برای کاربردهایی با دمای بسیار بالا مانند تولید شیشه مناسب می کند.

ترموکوپل E-Type

ترموکوپل نوع E از آلیاژهای کروم و کنستانتان تشکیل شده است. محدوده دمایی کمتری نسبت به نوع B (0 تا 870 درجه سانتی گراد) دارد. آنها را می توان در یک محیط بی اثر استفاده کرد، اما آنها باید در برابر یک محیط گوگردی محافظت شوند. ترموکوپل های نوع E بیشتر در نیروگاه ها استفاده می شوند.

ترموکوپل J-Type

ترموکوپل نوع J از آهن و کنستانتان تشکیل شده است. دارای محدوده دمای پایین 0 تا 760 درجه سانتیگراد است. این نوع ترموکوپل عمدتاً در محیط های بی اثر و خلاء استفاده می شود. یکی از رایج ترین کاربردها قالب گیری تزریقی است.

ترموکوپل نوع K

ترموکوپل نوع K از کروم و آلومل ساخته شده است. محدوده دمایی آن بین 95 تا 1260 درجه سانتی گراد است. این بهترین برای محیط های خنثی یا اکسید کننده است و بیشتر در پالایشگاه ها استفاده می شود.

ترموکوپل نوع N

آلیاژهای مورد استفاده برای ترموکوپل های نوع N Nicrosil و Nisil هستند. محدوده دمایی آن بین 650 تا 1260 درجه سانتی گراد است. نکته منحصر به فرد این نوع ترموکوپل این است که مقاومت بالایی در برابر تخریب ناشی از پوسیدگی سبز و هیسترزیس دارد. عموماً ترموکوپل های نوع N در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی کاربرد دارند.

ترموکوپل نوع R

ترموکوپل های نوع R از ترکیب پلاتین (13 درصد رودیوم) و پلاتین تشکیل شده اند و دارای محدوده دمایی بین 870 تا 1450 درجه سانتیگراد هستند. به دلیل پایداری و دقت بسیار بالا در واحدهای بازیابی گوگرد مورد استفاده قرار می گیرند.

ترموکوپل نوع S

ترموکوپل های نوع S مخلوطی از پلاتین (10 درصد رودیوم) و پلاتین هستند. آنها دارای محدوده دمایی بالاتری بین 980 تا 1450 درجه سانتیگراد هستند که آنها را برای کاربردهایی با دمای بالا عالی می کند.

ترموکوپل تی تی

آخرین اما نه کم اهمیت ترموکوپل نوع T شامل مس و کنستانتان است. محدوده دمایی آن بین 200- تا 370 درجه سانتی گراد است. برای محیط های بی اثر و خلاء مناسب است و برای استفاده در برودتی و تولید مواد غذایی مناسب است.

اگر ترموکوپل خراب شود چه اتفاقی می افتد؟

معمولاً چون ترموکوپل ها وسایل نسبتاً ساده ای هستند، یا کار می کنند یا کار نمی کنند. شکست پروب یک رویداد کاملا غیر منتظره است. اگر سیگنالی تشخیص داده نشود، ابزارها معمولاً خرابی ترموکوپل را نشان می دهند. نرم افزار ابزار باید برای پاسخ ایمن به خرابی ترموکوپل، با خاموش یا روشن کردن بخاری ها یا خنک کننده ها در صورت لزوم، برنامه ریزی شود.

چه مشکلاتی با ترموکوپل ها ممکن است داشته باشید؟

همیشه باید به جبران اتصال سرد فکر کنید. این به این دلیل است که اتصال سرد معمولاً در داخل یک ابزار قرار دارد، باید کمک هزینه ای در نظر گرفته شود زیرا تمام جداول جستجوی ترموکوپل ها بر اساس اتصالات سرد در دمای 0 درجه سانتیگراد هستند که در عمل به ندرت چنین است. اکثر ابزارها با این کار برای شما سروکار دارند، اما می‌توانید یک حمام یخی برای استفاده در سخت‌ترین کالیبراسیون‌ها ایجاد کنید.

رانش ترموکوپل به این دلیل اتفاق می‌افتد که مواد در انتهای بالایی محدوده عملی خود مورد استفاده قرار می‌گیرند که باعث خراب شدن مواد می‌شود و این بر خروجی تأثیر می‌گذارد. تعویض ترموکوپل تنها راه حل این مشکل است.

برای دماهای بالا از فلزات کمیاب استفاده می شود که می تواند بسیار گران شود.

مزایای استفاده از ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل ها سنسورهای دمایی بسیار ساده و مقاومی هستند که ساخت آنها آسان و ساده است و معمولاً گران نیستند. علاوه بر این، آنها در طیف گسترده ای از محدوده های دما مفید هستند و می توانند در مکان های سخت مانند راکتورهای هسته ای، حفره های بدن و موارد دیگر وارد شوند. علاوه بر این، ترموکوپل ها را می توان با سیم های ظریف برای اندازه گیری دمای اجسام بسیار کوچک مانند حشرات ساخت.

چگونه ترموکوپل را تنظیم می کنید؟

هنگامی که برای اولین بار ترموکوپل را راه اندازی می کنید، باید مطمئن شوید که نوع ترموکوپل مورد استفاده با نوع ترموکوپل ابزار مطابقت دارد. همچنین باید از کابل های جبران کننده یا کابل های افزایش ترموکوپل بین نقطه اتصال سنسور و ابزار استفاده کنید.

برای جلوگیری از انرژی تابشی بخاری ها، باید موقعیت اتصال گرم را به دقت بررسی کرد. اتصال داغ همچنین باید به اندازه کافی در فرآیند غوطه ور شود تا از خطاهای هدایت همراه با خود سنسور جلوگیری شود.

مواد مورد استفاده برای ترموکوپل ها چیست؟

مفیدترین مواد برای ترموکوپل ها دارای پایداری در دمای بالا مانند نیکل و پلاتین هستند، اما مواد دیگری مانند مس، ایریدیوم، کنستانتان، کرومل، آلومل، آهن و رودیوم نیز وجود دارند که معمولا در انواع ترموکوپل استفاده می شوند.

یک ترموکوپل چند سیم دارد؟

یک ترموکوپل همیشه از دو سیم (رسانا) ساخته شده از فلزات غیر مشابه تشکیل شده است. این دو سیم به هم متصل می شوند تا یک اتصال اندازه گیری دما را تشکیل دهند. هر یک از آنها از یک فلز یا آلیاژ فلز خاص ساخته شده است.

برای مثال، هادی مثبت (+) ترموکوپل نوع K از آلیاژ کروم/نیکل به نام کرومل و هادی منفی (-) از آلیاژ آلومینیوم/نیکل به نام آلومل ساخته شده است. سیمی که برای ایجاد اتصال ترموکوپل استفاده می شود سیم ترموکوپل نامیده می شود.

نتیجه

ترموکوپل یک سنسور دما ساده و نسبتاً ارزان است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. به دلیل تطبیق پذیری آن، در طیف گسترده ای از کاربردها از پردازش مواد غذایی گرفته تا موتورهای هواپیما استفاده می شود.

عمدتاً هشت نوع مختلف سنسور دمای ترموکوپل وجود دارد: نوع B، E، J، N، K، R، T و S. هر نوع دارای ویژگی ها و قابلیت های منحصر به فرد خود است که آن را برای مجموعه خاصی از کاربردها و صنایع مناسب می کند.