ترموکوپل

قوانین ترموکوپل

ترموکوپل یکی از ابزارهای بسیار پرکاربرد در انجام اکثر پروژه ها می باشد. ترموکوپل در حقیقت نوعی مواد الکتریسیته می باشد. ترموکوپل از دو فلز نا همسان ساخته می شود که به هم متصل شده باشند. از مزایای آنها می توان به سادگی، ارزان بودن، استحکام و دوام بالا و دقت مناسب اشاره کرد. محدوده اندازه گیری دما توسط ترموکوپل ها نسبتاً وسیع بوده و در شرایط محیطی گوناگون قابل استفاده می باشند. ترموکوپل ها به دلیل ثابت زمانی کوچک دارای سرعت پاسخ دهی خوب می باشند. ولی به لحاظ رعایت مواردی در محل نصب آنها، این سرعت پاسخ دهی تا حد زیادی کاهش می یابد.  

قوانین ترموکوپل و اثر سیبک

توماس جوآن سیبک در کشور آلمان و در سال 1821 میلادی قوانین ترموکوپل و عملکرد آن ها را کشف کرد. برای ارج نهادن به زحمات این دانشمند نام این کشف بزرگ را اثر سیبک نام گذاری کردند. اگر بخواهیم در یک جمله اثر سیبک را تعریف کنیم باید بگوییم که جفت گرمایی انرژی حرارتی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. در واقع توماس کشف کرده بود که جریان الکتریسیته دستگاه های سنجش حرارت در یک مدار بسته جریان دارد. به منظور خرید ترموکوپل می توانید با شرکت آرین صنعت تماس حاصل فرمایید و از مشاوره رایگان کارشناسان ما بهره مند شوید. لازم است بدانید که خرید Thermocouple نیازمند رعایت نکات خاصی است. توماس جوآن سیبک دریافت که می تواند دو ماده رسانا را با مواد سازنده متفاوت در معرض دما قرار دهد. در این صورت در دو سر سیم اختلاف ولتاژ ایجاد می شود.این اختلاف پتانسیل به متریال سیم (به دلیل رفتار الکترون های آزاد) و میزان دمایی که به هر ماده اعمال شده است بستگی دارد. از این رو به مرور زمان تایپ های مختلف دماسنج صنعتی کشف شدند.  

قوانین تبدیل میزان ولتاژ اندازه گیری شده توسط جفت حرارتی به دما چگونه است؟

زمانی که تغییر دمایی در نقطه اتصال دو فلز نا مشابه رخ می دهد ولتاژی ایجاد می شود. دمای معادل این ولتاژ را می توان از طریق قوانین جداول مرجع پیدا کرد. سیگنال میلی ولت تولید شده توسط Thermocouple (پی نوشت۲*) یک سیگنال بسیار ضعیف است و اگر محیط دارای نویز باشد انتقال سیگنال در فواصل طولانی با خطا همراه است. بنابراین برای انتقال سیگنال در این محیط ها باید از کابل Thermocouple شیلددار BLF ایتالیا استفاده کرد. بدون در نظر گرفتن نوع جفت گرمایی ، در هنگام استفاده اغلب آن را در یک غلاف محافظ قرار می دهند. تا بدین وسیله از تماس مستقیم با محیطی که در آن قرار داده شده است محافظت گردد و از آسیب خوردگی در امان باشد.  

قانون دماهای میانی یا متوالی

در صورت وجود اختلاف دما میان فلزات سازنده ترموکوپلی که از دو فلز متفاوت ساخته شده باشد (T₁ معرف درجه حرارت فلز شماره ۱ و T₂ معرف درجه حرارت فلز شماره ۲)، EMF با مقدار E₁ توسط ترموکوپل ایجاد می­شود. اگر دمای فلز اول به عدد T₃ تغییر کند و دمای فلز دوم ثابت بماند (T₂)؛ آنگاه، EMF تولید شده توسط ترموکوپل با جمع مقادیر EMFهای تولید شده در شرایط قرارگیری فلز اول در دو دمای T₁ و T₃ برابر است. بنابراین، E_new = E₁ + E₂ است. بر اساس این قانون، می ­توان ترموکوپلی را با یک دمای مرجع دیگر کالیبره شده برای یک دمای مرجع جدید کالیبره کرد. همچنین، بدون نگرانی از بابت تأثیر بر EMF کل، سیم­های اضافی با مشخصات ترموالکتریک مشابه به مدار اضافه کرد.

قانون مواد واسط

این قانون پیشتر به قانون فلزات واسط مشهور بود. بر اساس این قانون، در صورتی که دمای کلیه نقاط مدار ترموکوپل برابر باشد، جمع کلیه مقادیر نیرومحرکه تولید شده با استفاده از دو یا چند فلز مختلف در مدار ترموکوپل صفر است. به عبارت دیگر، تا وقتی اختلاف دما در مدار وجود نداشته باشد، افزودن فلزات مختلف به مدار هیچ تأثیری در تولید ولتاژ در مدار نخواهد داشت. بخش­های اضافه شده با سایر بخش­های مدار هم دما هستند. به عنوان مثال، ممکن است برای کمک به اندازه­گیری فلز سومی مثل هادی­های مسی به مدار اضافه شود. در واقع، علت استفاده احتمالی از مالتی­مترهای دیجیتال یا سایر اجزای الکتریکی به همراه ترموکوپل­ها و همچنین لحیم­ کاری فلزات در محل اتصال همین موضوع است.  

چگونه با ترموکوپل برق تولید کنیم؟

 

همانطور که می دانید ولتاژ (اختلاف پتانسیل) ایجاد شده توسط جفت حرارتی نوعی جریان فشار ضعیف برق محسوب می‌شود. به این ترتیب برای تولید برق با جفت گرمایی می توانیم به دو سر متصل به هم (اتصال گرم) جفت حرارتی ای حرارت وارد کنیم. در این صورت جریانی از دو سر متصل به هم ایجاد و به سمت دو سر آزاد دستگاه سنجش حرارت حرکت می کند. لازم بذکر است نیروی محرکه ی الکتریکی ایجاد شده با اختلاف دمای نقطه سنجش دما تناسب دارد. اگر بخواهیم میزان میلی ولت ایجاد شده را بسنجیم می توانیم از ولت سنج استفاده کنیم. شرکت المنت سازی آریان آماده ارائه انواع المنت ها و ترموکوپل می باشد لذا می توانید بااین شرکت تماس برقرار نمایید.