ترموکوپل چیست؟
ترموکوپل یکی از پرکاربردترین حسگرهای دما در صنعت است که از اتصال دو فلز غیرهمجنس ساخته میشود. وقتی محل اتصال این دو فلز گرم یا سرد شود، اختلاف ولتاژی بسیار کوچک تولید میشود که متناسب با دما است. این پدیده اثر سیبک (Seebeck Effect) نام دارد.
ترموکوپلها:
- مقاوم
- ساده
- ارزان
- مناسب اندازهگیری دماهای خیلی بالا و خیلی پایین
هستند و به همین دلیل در صنایع مختلف استفاده میشوند.
ساختمان و نحوه کار ترموکوپل
ترموکوپل از دو سیم فلزی متفاوت تشکیل میشود که یک سر آنها به هم جوش خورده.
وقتی این نقطه در معرض دما قرار بگیرد، ولتاژ میلیولتی در دو سر آزاد سیمها ایجاد میشود. این ولتاژ توسط کنترلرها، ترانسمیترها یا دستگاههای اندازهگیری خوانده و به دما تبدیل میشود.
مزیت اصلی: نیاز نداشتن به منبع تغذیه خارجی.
انواع ترموکوپل
ترموکوپلها بر اساس جنس فلزها، به انواع مختلف تقسیم میشوند که هرکدام محدوده دمایی، دقت و مقاومت متفاوتی دارند.
1. ترموکوپل نوع K
رایجترین نوع
مواد: نیکل-کروم / نیکل-آلومینیوم
محدوده دما: حدود °C 1260
ویژگی:
- مقاوم به اکسیداسیون
- مناسب کاربردهای عمومی
کاربردها: کوره، موتور، صنایع غذایی، تجهیزات آزمایشگاهی
2. ترموکوپل نوع J
مواد: آهن / کنستانتان
محدوده دما: °C 760
ویژگی:
- دقت خوب
- مناسب محیطهای خلأ
کاربردها: کورههای کوچک، دستگاههای قدیمی، صنایع پلاستیک
3. ترموکوپل نوع T
مواد: مس / کنستانتان
محدوده: °C 400- تا °C 370
ویژگی:
- مناسب دماهای پایین
کاربرد: پزشکی، هواشناسی، آزمایشگاه
4. ترموکوپل نوع E
مواد: نیکل-کروم / کنستانتان
محدوده: °C 870
ویژگی:
- ولتاژ خروجی زیاد
- مناسب محیطهای سرد
کاربرد: صنایع کرایوجنیک، کاربردهای دقتبالا
5. ترموکوپل نوع N
مواد: نیکل-سیلیسیم / نیکل-سیلیسیم-منیزیوم
محدوده: °C 1300
ویژگی:
- پایداری بالا
- مقاوم در برابر اکسیداسیون
کاربرد: نیروگاهها، کورههای صنعتی سنگین
6. ترموکوپل های نوع R ،S ،B
مواد: پلاتین-رودیوم
محدوده: °C 1600 تا °C 1800
ویژگی:
- بسیار دقیق
- بسیار گران
کاربرد: صنایع فولاد، ذوب فلزات، کورههای دمای فوق بالا
مزایا و معایب ترموکوپل
مزایا
- قیمت پایین
- گستره دمایی وسیع
- مقاومت بالا در شرایط سخت
- واکنش سریع
معایب
- دقت کمتر نسبت به RTD
- نیاز به جبرانسازی دمای سرد (Cold Junction Compensation)
- ولتاژ خروجی بسیار کوچک و حساس به نویز
کاربردهای ترموکوپل
ترموکوپل در تقریباً هر صنعتی که نیاز به اندازهگیری دما باشد استفاده میشود، از جمله:
- کورهها و بویلرها
- صنایع فولاد و ریختهگری
- صنعت نفت، گاز و پتروشیمی
- صنایع غذایی
- موتورهای احتراقی
- دستگاههای صنعتی و آزمایشگاهی
- سنسورهای دمای تجهیزات HVAC
- پزشکی (نوع T برای دماهای پایین)