ترموکوپلها از جمله سنسورهای دما، که در بسیاری از صنایع مانند صنعت غذایی، خودرو و پتروشیمی استفاده می‌شوند، به عنوان سنسورهای دمایی دقیق و کارآمد شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها قادرند تغییرات دما را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند تا اندازه‌گیری دمای دقیق فراهم شود.
طریقه عملکرد ترموکوپل
زمانی که دو سیم ناهمگن به یکدیگر متصل شوند و به یک سر از آنها دما اعمال شود، جریان الکتریکی از طریق حلقه تشکیل شده توسط دو سیم شروع و ولتاژی قابل اندازه‌گیری تولید می‌کند.
با تغییر دما، ولتاژ نیز تغییر خواهد کرد. این پدیده به عنوان مدار ترموالکتریک شناخته می‌شود و ولتاژ تولیدی به عنوان ولتاژ سیبک، به نام دانشمند توماس سیبک که این کشف را در سال ۱۸۲۱ انجام داد، معروف است. میزان این ولتاژ به دمای اتصال و ترکیب دو فلز وابسته است و بنابراین تغییرات ولتاژ سیبک با تغییرات دمای اتصال همراه است.
ترموکوپلها به عنوان یک سنسور دقیق و کارآمد برای اندازه‌گیری دقیق دما در مواد و تجهیزات مختلف در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این ابزار از دو سیم فلزی با جنس‌های مختلف تشکیل شده است که با اتصال به یکدیگر، یک مدار الکتریکی حساس به دما ایجاد می‌کنند.
بخش اصلی آن ، نقطه اتصال این دو سیم فلزی است. زمانی که این نقطه تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد، ولتاژی متناسب تولید می‌شود. این ولتاژ الکتریکی کوچک توسط دستگاه‌های اندازه‌گیری به دمای دقیق تبدیل می‌شود.
به طور کلی، ترموکوپلها با تبدیل تغییرات دما به سیگنال‌های الکتریکی، امکان اندازه‌گیری دقیق و سریع دما را فراهم می‌کنند.
عملکرد آنها به این صورت است که هنگامی‌که دو اتصال ترموکوپل در دماهای مختلف قرار می‌گیرند، ولتاژی متناسب با اختلاف دما تولید می‌شود. این ولتاژ خروجی، به عوامل مختلفی چون نوع فلزات به کار رفته و اختلاف دمای بین دو اتصال بستگی دارد.
آنها در انواع مختلفی با مواد و محدوده دمایی متفاوت طراحی شده‌اند که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند.
استانداردهای بین‌المللی با کدهای رنگی مشخصی برای انواع مختلف ترموکوپلها تعریف شده‌اند تا در انتخاب ترموکوپل مناسب کمک کنند.
از ترموکوپل‌های معروفی مثل J، T و K که به ترتیب از آلیاژهای آهن-کنستانتان، مس-کنستانتان و نیکل-کروم ساخته شده‌اند، می‌توان اشاره کرد. ولتاژ خروجی این ترموکوپلها بسیار کم است و معمولاً حدود چند میلی‌ولت است.
بنابراین برای تقویت این سیگنال ضعیف و تبدیل آن به یک سیگنال قابل استفاده، نیاز به تقویت‌کننده‌های الکترونیکی است.
با سادگی، دقت، قابلیت اعتماد و هزینه‌های مناسب، ترموکوپلها در صنایع مختلف همچون نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و خودروسازی گسترده استفاده می‌شوند.
