ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل یک دستگاه اندازه‌گیری است که برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شود. مقدار دما را با تغییر ولتاژی که در محل اتصال دو فلز مختلف رخ می‌دهد اندازه می‌گیرد.
محصولات ترموکوپل که برای ایجاد جریان الکتریکی با گرم کردن سطوح دو اتصال فلزی جداگانه استفاده می‌شوند، عموماً برای اندازه‌گیری دما در کوره‌های با دمای بالا استفاده می‌شوند.
نوع ترموکوپل با توجه به این ترکیب فلزی ممکن است متفاوت باشد.
به عنوان مثال، ترموکوپل تیپ K از آلیاژهای کبالت و نیکل تشکیل شده‌ است و می‌تواند محدوده دما را از -200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری کند.
ترموکوپل‌های بادوام، زمانی که به درستی نصب شوند، می‌توانند سال‌ها در مناطق مختلف استفاده و سیستم‌ها به طور قابل اعتماد کار کنند.
ترموکوپل به دلیل ساختار ساده، ظرفیت اندازه‌گیری سریع و هزینه کم، اغلب در کاربردهای صنعتی مانند تولید انرژی، نفت، گاز، داروسازی، ساخت و ساز و سلولز استفاده می‌شود.
علاوه بر این، نیازی به سیم‌کشی برق ندارد و می‌تواند دما را بدون سیم اندازه‌گیری کند.

اطلاعات فنی

در ترموکوپل‌ها بدون توجه به توزیع دمای نقطه گرم و سرد، ولتاژ متناسب با اختلاف دمای بین نقطه گرم و سرد می‌باشد.
اختلاف دما بین نقطه گرم و نقطه سرد باعث ایجاد ولتاژ (EMF) روی مقاومت می‌شود.
به شرطی که دمای نقطه گرم ثابت باقی بماند، هنگام تغییر دمای نقطه سرد، دماهای مختلف بدست می‌آید.
بر اساس مقادیر استاندارد در جدول mV، زمانی که نقطه سرد در 0 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، مقادیر mV مربوط به دمای اندازه‌گیری به دست می‌آید.
ترموکوپل‌ها به طور گسترده‌ای برای اندازه‌گیری و کنترل در دماهای مختلف از -200 تا 2320 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شوند.
همچنین گرادیان دما را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.
در تولید ترموکوپل قطعات زیادی مانند سرهای اتصال مستقیم، محافظ‌های داخلی، لوله‌های محافظ، عایق‌ها، فلنج و رکوردها وجود دارد.
انواع مقاومت نیز زمانی که فلنج و رکورد، هد اتصال و عایق متنوع هستند، به همراه محافظ‌های داخلی به نام پرایمرها و لوله‌های محافظ در بسیاری از مناطق به دلیل هزینه کم آنها مناسب می‌باشند.
ترموکوپل کرومل و کنتراست، نوع کرومل – آلومل و در نهایت ترکیب پلاتین، رادیوم – پلاتین.

مشخصات فنی ترموکوپل چیست؟

مشخصات فنی ترموکوپل ممکن است شامل موارد زیر باشد:

حساسیت: حساسیت اندازه‌گیری ممکن است با توجه به محدوده دمایی که ترموکوپل می‌تواند اندازه‌گیری کند، متفاوت باشد.
معمولاً بر حسب mV/°C بیان می‌شود.

محدوده دما: محدوده اندازه‌گیری دمای ترموکوپل ممکن با توجه به نوع آن متفاوت باشد.
به عنوان مثال، یک ترموکوپل تیپ K می‌تواند از -200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری کند.

مقدار مقاومت: مقدار مقاومت ترموکوپل با توجه به مقدار دمای اندازه‌گیری ممکن است متفاوت باشد و معمولاً بر حسب mΩ بیان می‌شود.

خطی بودن: خطی بودن در اندازه‌گیری دمای ترموکوپل با توجه به محدوده دمایی اندازه‌گیری ممکن است متفاوت باشد و معمولاً بر حسب درصد بیان می‌شود.

دقت: دقت اندازه‌گیری دمای ترموکوپل با توجه به نوع آن ممکن است متفاوت باشد و معمولاً در ± درجه سانتی‌گراد بیان می‌شود.

ولتاژ عملیاتی: ولتاژ کاری ترموکوپل با توجه به نوع آن ممکن است متفاوت باشد و معمولاً بر حسب mV بیان می‌شود.

مناطق استفاده از ترموکوپل

کاربرد ترموکوپل در مناطق صنعتی، تحقیقاتی و تجاری چیست؟

ترموکوپل‌ها در بسیاری از کاربردهای مختلف صنعتی، تحقیقاتی و تجاری استفاه می‌شوند.

اندازه‌گیری دما: ترموکوپل را می‌توان برای اندازه‌گیری دما در فرآیندهای صنعتی استفاده کرد.
به عنوان مثال، کنترل دما در کوره‌ها یا کارخانه‌های فولادسازی.

سیستم‌های گرمایش و سرمایش: ترموکوپل را می‌توان برای اندازه‌گیری و کنترل دما در سیستم‌های گرمایش و سرمایش مورد استفاده در منازل، ادارات و ساختمان‌‌های صنعتی استفاده کرد.

کنترل صنعتی: ترموکوپل را می‌توان برای کنترل دمای تجهیزات صنعتی استفاده کرد.
به عوان مثال، اندازه‌گیری دما در سیستم‌های خنک کننده موتورهای الکتریکی.

کاربردهای آزمایشگاهی: از ترموکوپل‌ها می‌توان برای اندازه گیری دما در محیط‌های آزمایشگاهی استفاده کرد.
به عنوان مثال، نظارت بر دمای واکنش‌های شیمیایی یا مطالعه رفتار دمایی مواد.

انواع ترموکوپل چیست؟

انواع ترموکوپل با توجه به محدوده دمایی که می‌خواهید اندازه‌گیری کنید، دقت اندازه‌گیری و کاربرد شما ممکن است متفاوت باشد.

تیپ J: رایج‌ترین نوع مورد استفاده برای اندازه‌گیری دمای بین -200 تا 1200 درجه سانتی‌گراد است.

نوع K: نوعی که معمولاً برای اندازه‌گیری دمای بین -200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.

تیپ T: نوعی که برای اندازه‌گیری دمای بین -200 تا 400 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.

نوع E: نوعی که برای اندازه‌گیری دمای بین -200 تا 900 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.

ترموکوپل نوع R و S: می‌تواند در محدوده دمایی محدود برای کاربردهای سفارشی استفاده شود.

اینها تنها چند نوع متداول ترموکوپل هستند. توصیه می‌شود با یک مشاور متخصص کار کنید تا بهترین گزینه را برای برنامه خود انتخاب کنید.

طول عمر ترموکوپل‌ها

ترموکوپل‌ها اغلب در دماهای بالا و در کوره‌ها استفاده می‌شوند. بنابراین طول عمر آنها محدود است.
ضرایب ترموالکتریک کابل‌ها در ترموکوپلی که برای اندازه‌گیری استفاده می‌شود در طول زمان در دماهای بسیار بالا تغییر می‌کند و بنابراین ولتاژ اندازه‌گیری کاهش می‌یابد.
رابطه بین اختلاف دمای نقطه و ولتاژ اندازه‌گیری تنها در صورتی صحیح است که کابل‌ها همگن باشند.
در اثر تغییرات شیمیایی و متالوژیکی، ترموکوپل همگنی خود را از دست می‌دهد.
برای حفظ عمر ترموکوپل و نتایج قابل اعتماد در این مدت، باید المنت، عایق و محفظه مناسب با شرایط کار انتخاب شود.