تعریف ترموکوپل حرارتی 

 

ترموکوپل حرارتی: سنجش دما با دقت بالا
ترموکوپل حرارتی یا گرماجفت یکی از رایج‌ترین و دقیق‌ترین ابزارها برای اندازه‌گیری دما در صنایع مختلف است. این ابزار بر اساس پدیده ترموالکتریک کار می‌کند که در آن اختلاف دما بین دو نقطه منجر به ایجاد ولتاژ می‌شود.

نحوه عملکرد ترموکوپل

ترموکوپل از دو سیم فلزی با جنس متفاوت تشکیل شده است که در یک نقطه به هم جوش خورده‌اند. هنگامی که این نقطه تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد، ولتاژی متناسب با اختلاف دما تولید می‌شود. این ولتاژ بسیار کوچک است و برای اندازه‌گیری آن از دستگاه‌های مخصوصی به نام میلی‌ولت‌متر استفاده می‌شود. با کالیبره کردن دستگاه، می‌توان ولتاژ تولید شده را به دمای دقیق تبدیل کرد.

مزایای ترموکوپل حرارتی

* دامنه وسیع اندازه‌گیری: ترموکوپل‌ها قادر به اندازه‌گیری دما در محدوده بسیار وسیعی، از دماهای بسیار پایین تا دماهای بسیار بالا هستند.
* پاسخگویی سریع: ترموکوپل‌ها به تغییرات دما بسیار سریع پاسخ می‌دهند.
* اندازه کوچک و قابل انعطاف: این ابزارها به دلیل اندازه کوچک و قابلیت انعطاف‌پذیری، در مکان‌های سخت و دسترسی دشوار قابل استفاده هستند.
* قیمت مناسب: نسبت به سایر سنسورهای دما، قیمت ترموکوپل‌ها مناسب‌تر است.
* پایداری بالا: ترموکوپل‌ها در برابر شرایط سخت محیطی مانند ارتعاش، شوک و خوردگی مقاوم هستند.

کاربردهای ترموکوپل حرارتی

* صنایع فلزی: اندازه‌گیری دمای کوره‌ها، مذاب‌ها و فرآیندهای حرارتی
* صنایع غذایی: کنترل دمای فرآیندهای پخت و پز و نگهداری مواد غذایی
* صنایع شیمیایی: اندازه‌گیری دمای واکنش‌های شیمیایی
* صنایع خودروسازی: کنترل دمای موتور و اجزای دیگر خودرو
* سیستم‌های تهویه مطبوع: تنظیم دمای محیط
* پزشکی: اندازه‌گیری دمای بدن و تجهیزات پزشکی

انتخاب ترموکوپل مناسب

انتخاب ترموکوپل مناسب برای هر کاربرد به عوامل مختلفی مانند دامنه دمایی مورد نظر، محیط کاری، دقت مورد نیاز و هزینه بستگی دارد.

رابط ترموکوپل چیست؟

رابط ترموکوپل ابزاری است جهت ارتباط بین ترموکوپل و ترموستات (ترمو متر،PLC) تا ولتاژ تولید شده در ترموکوپل را به نمایشگر انتقال دهد , رابط ترموکوپل در 2 شکل مصرف می شود در نوع اول رابط ترموکوپل خود سیم رابط ترموکوپل با اتصال در زیر پیچ های ترمینال متصل می شود و در نوع دوم رابط ترموکوپل در 2سر رابط از اتصالات فیشی ترموکوپل استفاده می شود.

^{سیم ترموکوپل}

سیم ترموکوپل به 2 فلز غیر همنام میگویند که از یک طرف به هم تابیده و جوش شدن (کوپل شدن) که از همین نقطه اتصال دما را تبدیل به ولتاژ می کنند، سیم ترموکوپل دارای تنوع بسیاری در جنس آلیاژ سیم ها و جنس روکش آن می باشد.

^{مغزی ترموکوپل (مغزی داخل غلاف ترموکوپل)}

در داخل ترموکوپل های هد دار از مغزی ترموکوپل استفاده می کنند تا بتوان در زمانی که ترموکوپل خراب می شود ولی غلاف آن سالم است فقط با تعویض مغزی ترموکوپل دوباره از آن استفاده کرد.

انواع ترموکوپل حرارتی

ترموکوپل تیپ J

این ترموکوپل از آلیاژ آهن Fe و مس - نیکل  Cu-Niساخته می شود. رنج دمایی  بین −180 و +750 سانتیگراد می باشد و حساسیت آن، به اندازه ی  55  µV/°C می باشد. بدلیل اکسید شدن آهن از ترموکوپل های J بیشتر در صنایع تزریق پلاستیک استفاده می شود.

ترموکوپل تیپK

این تیپ ترموکوپل از دو فلز نا همنام  ni-cr  و ni-al ساخته می شود. محدوده دمایی ترموکوپل تیپ K بین -200 تا +1350 سانتیگراد است. این ترموکوپل معمولا پر کاربدترین و پر مصرف ترین نوع است و در دماهای نسبت معمولی مورد استفاده قرار می گیرد و می توان با روکش استیل 316 در موقعیت های اسیدی نیز استفاده گردد و جنس آن ها کاملا در مقابل اکسید شدن مقاوم است.  

^{ترموکوپل تیپ E}

سنسور دمای تیپ E از دو فلز NI-Cr و یا Cu-Ni ساخته می شود. محدوده دمایی این ترموکوپل -40 تا +900 سانتیگراد است. این تیپ از ترموکوپل حساسیت بالایی دارد و در مواردی استفاده می شود که حسگر آن محافظت نشده باشد. (بدون روکش )

این ترموکوپل با 68 µv/°c بیشترین حساسیت را دارد و می توان از آن در کاربردهای خلا ء و مواردی که حسگر در آن حفاظت نشده است استفاده کرد.

^{ترموکوپل تیپ t}

این تیپ از ترموکوپل از مس و آلیاژ مس و نیک (Cu-Ni) ساخته می شود. محدوده دمائی آن -250 تا +400 است. با توجه به محدوده دمایی آن بهتر است در دماهای پایین از آن استفاده شود. این تیپ از ترموکوپل در برابر رطوبت مقاومت خوبی داشته و رنج حرارتی مناسبی دارد. حساسیت این ترموکوپل ، 46 µv/°c است.

ترموکوپل تیپ n

ترموکوپل نوع N از فلزهای Ni-Cr-Si به نام تجاری نیکروسیل و Ni-Si-Mg به نام نیسیل Nisil) ساخته می شود. محدوده دمایی آن بین−270 و +1300 سانتیگراد است. حساسیت این ترموکوپل، به اندازه  30 µV/°C است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

 ترموکوپل های آلیاژ پلاتین و رادیوم

^{TYPE B / TYPE R / TYPE S}

ترموکوپل s : این ترموکوپل از قدیمی ترین انواع pt-rh است و جهت اندازه گیری از صفر مطلق تا 1150 درجه سانتیگراد کاربرد دارد.

ترموکوپل r : این ترموکوپل در محیطهای خنثی و اکسیدی و در دمای بالای 1400 تا 1550 درجه سانتیگراد کاربرد دارد.

ترموکوپل b :  با نقطه ذوب بالا، بادوام و مستحکم بوده و نسبت به ترموکوپل s به دلیل مقدار زیاد رادیوم در ساختار دارا می باشد و در محیط های خنثی، اکسیدی تا دمای 1700 درجه سانتیگراد استفاده می گردد.

هر سه مدل بالا از آلیاژهای پلاتین و رادیوم با مقادیر متفاوت ساخته می شوند. محدوده دمایی آنها در حدود 0 تا +1750 است. این مدل ها حساسیت کمی دارند و به نسبت دیگر مدل ها گرانتر هستند.

ترموکوپل ها تنگستن و رنیوم

TYPE G / TYPE D / TYPE C

ترموکوپل فلکسی بل

 تشکیل شده از دو یا چند سیم ترموکوپل همراه با عایق درون یک غلاف فلزی با قابلیت انعطاف و طول عمر بالا، سازگار با شرایط محیطی و پاسخ سریع در برابر تغییرات دما است. این مدل از ترموکوپل ها در طول های مختلف تولید می شنود و دامنه حرارتی آنها 200 تا 1200 درجه سانتیگراد است. از دیگر مزیت های ترموکوپل های فلکسیبل حجم کمتر آنها به نسبت دیگر ترموکوپل ها می باشد.

 جدول راهنمای تشخیص نوع ترموکوپل

 

انواع جنس های غلاف ترموکوپل

غلاف ترموکوپل سیلیکون کارباید دارای مقاومت دما تا 1800درجه است.

غلاف ترموکوپل تیتانیوم که مقاومت دمایی تا 800 درجه سانتیگراد را دارد و مقاوم دربرابر خورندگی در برابر اسید است.

غلاف ترموکوپل تفلون که مقاوم تا دمای 200 درجه بوده و ضد اسید است.

غلاف ترموکوپل شیشه ای که مقاومت دمایی از 500درجه و در بعضی انواع خاص تا 650 درجه بوده و ضد اسید است.

غلاف ترموکوپل سرامیکی دارای مقاومت دمای تا 1400درجه و دربرخی آلیاژ های خاص تا 1800 درجه است.

غلاف ترموکوپل اینکونل 800 که دارای رنج مقاومت دما تا 1850درجه سانتیگراد است.

غلاف ترموکوپل اینکونل 650 دارای مقاومت دمایی تا 1800درجه است.

غلاف ترموکوپل اینکونل 600 که دارای مقاومت دما تا 1700درجه سانتیگراد می باشد

غلاف ترموکوپل اینکونل 400 دارای رنج دمایی تا 1600درجه می باشد

غلاف ترموکوپل استیل 316 که دارای مقاومت دمایی تا 1100درجه سانتیگراد است.

غلاف ترموکوپل استیل 309 دارای رنج دمایی تا 850 درجه است.

غلاف ترموکوپل استیل 310(یا استیل 321 و یا استیل 4841) دارای رنج دمایی 1200درجه است.

غلاف ترموکوپل استیل 304 که دارای مقاومت دمایی 1000درجه و مقاوم در برابر خورندگی است.

ترموکوپل  جومو

برای انتخاب ترموکوپل مناسب، بهتر است با یک متخصص در این زمینه مشورت کنید.
آیا می‌خواهید اطلاعات بیشتری در مورد ترموکوپل‌ها کسب کنید؟ مثلاً می‌توانید در مورد نحوه نصب، کالیبراسیون یا انواع مختلف اتصالات ترموکوپل سؤال کنید.
[تصویر ترموکوپل حرارتی]
لطفا توجه داشته باشید که این یک پاسخ کلی است و ممکن است برای کاربرد خاص شما نیاز به اطلاعات دقیق‌تری باشد.

آیا سوالی در مورد ترموکوپل‌ها دارید؟