ترموکوپل
ترموکوپل :این نوع از جفت های گرمایی یا حرارتی، به شکل سیم و از فلزات مختلف و در درجات متفاوتی تولید می گردند. این تفاوت درجات برای مشتریان و مصرف کنندگان به وسیله کد های E,N,J,K,T و… مشخص می گردند. برای مثال ترموکوپل نوع K را با کد K نام گذاری نموده و کابل رابط آن، کابل افزاینده طول یا جبران ساز BLF ایتالیا تایپ KX است. در رنج های دمایی بسیار بالا، کدها با حروف دیگری از قبیل R ,S ,B ,C مشخص می گردند. سنسورهای دما در صورتی که برای اندازه گیری دمایی خارج از محدوده کاری مشخص شده استفاده شوند، می توانند میزان اندازه گیری غیر قابل اعتمادی را ارائه دهند. اگر میزان اندازه گیری دما در فرآیندی انجام شود که دمای بالاتر از ۶۰۰-۷۰۰ درجه سانتیگراد را می توان انتظار داشت، استفاده از حسگر دما ترموکوپل توصیه می گردد. هنگامی که محدوده دمایی مورد نیاز خود را می دانید، می توانید محصولات MI Cable یا Bare Wire را بررسی کنید تا ببینید کدام نوع TC برای دمای مورد نیاز شما مناسب است. ترموکوپل نوع K پر استفاده ترین و پرکاربردترین نوع از سنسورهای ترموکوپل است. قیمت آن مناسب است و می توان از آن برای اهداف مختلف در محیط های صنعتی استفاده کرد. این به دلیل دامنه وسیع دما و حساسیت آن تقریباً ۴۱ µV/°C است. ترموکوپل تیپ N به عنوان جایگزینی برای نوع K در محدوده دمای ۰ تا ۱۳۷۲ درجه سانتی گراد ساخته شده است. در جایی که تایپ K ناپایداری تجمعی بالای ۹۰۰ درجه سانتیگراد را نشان می دهد، سِری N پایداری حرارتی را نشان می دهد. ۸ نوع ترموکوپل یا جفت حرارتی وجود دارد که به عنوان “فلز پایه و فلزخاص یا نجیب” طبقه بندی می شوند که عبارتند از: انواع ترموکوپل هایی که از فلز پایه (Base Metal) ساخته شده اند: نوع K: این نوع از دماسنج ها، رایج ترین نوع از دماسنج های حرارتی هستند که به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می گردند و محدوده دمایی وسیعی دارند. سنسورهای های نوع K از آلیاژهای پایه نیکل ساخته شده که در برابر خوردگی مقاوم بوده و تقریباً برای کلیه مصارف صنعتی و نیمه صنعتی مناسب هستند. پایه مثبت (+) که با رنگ زد مشخص شده اند، غیر مغناطیسی است. پاها منفی(-) که با رنگ قرمز مشخص شده، مغناطیسی است. شما می توانید از میان فلزات پایه معمولی که از عملیات دمای بالا پشتیبانی می کنند، انتخاب خود را انجام دهید. از این ترموکوپل ها، برای استفاده در محیط های اکسیدی یا خلا در دمای تا ۱۳۷۲ درجه سانتیگراد (۲۵۰۱٫۶ درجه فارنهایت) استفاده می شوند.
نوع J: این تایپ از حسگرهای دما را می توان بعد از تایپ K، پرکاربردترین سنسور برای مصارف صنعتی و نیمه صنعتی در نظر گرفت. طراحی مناسب برای استفاده در محیط های اکسیدی و محیط های خلا تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد (۲۱۹۲ درجه فارنهایت) با اندازه گیج سیم ضخیم تر. در دمای بالاتر از ۵۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۰۰ درجه فارنهایت)، سیمی که از جنس آهن است، به سرعت اکسید شده و عمر مفید سیم های با اندازه های ظریف را محدود می کند. از این سنسورها در محیط های گوگردی بالای ۵۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۰۰ درجه فارنهایت) خودداری کنید. همچنین از استفاده در دمای زیر ۰ درجه سانتیگراد خودداری کنید، زیرا سیم آهنی زنگ زده و شکننده می شود. + (آهن) پایه مغناطیسی هستند (سفید)، -پایه ها غیر مغناطیسی هستند (قرمز). نوع T: یک ترموکوپل پایدار است و برای دماهای پایین تر استفاده می شود. نوع E: یک نوع سنسور سیگنال قوی تر و دقت بالاتری دارد. نوع N: دقت و محدودیت های مشابه K را دارد اما کمی گران تر است انواع ترموکوپل هایی که از قلز نجیب (Noble Metal) ساخته شده اند: نوع R: از نظر عملکرد مشابه نوع S است و به دلیل دقت و پایداری اغلب در دمای پایین تر استفاده می شود نوع S: برای دماهای بسیار بالا و عمدتاً در صنعت داروسازی استفاده می شود. نوع B: بالاترین محدوده دما را در بین تمام ترموکوپل ها دارد
سنسورهای ترموکوپل چگونه کار می کنند؟
یک جفت گرمایی یا ترموکوپل (Thermocouple)، ابزاری مخصوص اندازه گیری است و برای سنجش دمای بدنه تجهیزات مختلف و اجزاء درونی آن و انواع مواد مختلف طراحی شده است. یک جفت گرمایی از دو رشته سیم از جنس دو فلز متفاوت ساخته شده است. زمانی که این دو سیم به یکدیگر متصل شوند، یک مدار را تشکیل می دهند. این مدار باعث ایجاد دو اتصال الکتریکی جدا از هم می شود. یکی از اتصال ها در جایی تشکیل شده که درجه حرارت بایستی اندازه گیری شود. این قسمت به نام اتصال گرم یا اتصال اندازه گیری نامیده می شود. اثر ترموالکتریک یا پدیده سیبک چیست؟ + قوانین Thermocouple برای اینکه روش کار و قوانین سنسورهای دما را بدانید، می بایست پدیده سیبک و قوانین جفت های گرمایشی را به خوبی بشناسید. برای ساخت ترموالکتریک می بایست به دو سر ابتدایی فلزهای ناهمنام به هم متصل شده از قبل، دما بدهیم. در این صورت در نقطه اتصال دو فلز اختلاف پتانسیل ترموالکتریک خواهیم داشت. حال یک سوال بسیار مهم: آیا می دانید چرا در این نقطه اختلاف پتانسیل ایجاد می شود؟ دلیل اصلی، سرعت میانگین الکترون های آزاد فلزات می باشد.
