ترموکوپل چیست؟
المنت آبگرمکن چیست؟
ژوئن 27, 2024
ترموستات چیست؟
جولای 7, 2024
ترموکوپل ها (در فرانسوی:Thermocouple) یا گرماجفت دماسنج‌های ظریف و کارآمدی هستند که برای اندازه گیری دما در صنایع مختلف به کار میروند. سادگی، قیمت مناسب، استحکام و دقت قابل قبولی این دستگاه، باعث شده تا به یکی از محبوب‌ترین سنسورهای دما تبدیل شود.
ترموکوپل‌ها از دو سیم فلزی غیر همسان تشکیل می‌شوند این دو سیم در انتها به یکدیگر متصل هستند. نقطه اتصال این دو سیم کمی از هم متفاوت بوده و یکی بالاتر از دیگری قرار می‌گیرد. این نحوه اتصال به گونه‌ای است که یکی از سیم‌ها دما را اندازه بگیرد و دیگری دما را پایینتر و ثابت نگه دارد.
در ادامه قصد داریم تا به بررسی جامع ترموکوپل بپردازیم و اجزا، نحوه عملکرد و انواع کاربردها، مزایا و معایب آن را بررسی کنیم.
آشنایی با شرایط فروش ترموکوپل میتوانید با متخصصان مجرب گروه صنعتی پارس المنت تماس حاصل نمایید.
ترموکوپل از چه اجزایی تشکیل شده است؟
ترموکوپل‌ها اجزای ساده‌ای دارند که هر کدام وظیفه‌ای خاص را بر عهده می‌گیرند. هر یک از این اجزا و بخش‌ها عبارتند از:
سیم‌های ترموکوپل:
سنسور دمایی ترموکوپل از دو سیم فلزی غیر همسان تشکیل شده است که دو سر آن‌ها به هم جوش داده شدند. جنس این سیم‌ها با هم متفاوت بوده و به طور کلی تنوع زیادی دارند. این سیم‌ها در تعیین نوع ترموکوپل و همچنین محدوده دمایی قابل اندازه گیری آن‌ها موثر خواهند بود.
محل اتصال:
نقطه جوش اتصال دو سیم، محل اتصال حسگر دما در ترموکوپل است. در واقع این نقطه باید در فضایی قرار بگیرد که با محیطی که نیاز داریم دمایش را اندازه بگیریم در تماس باشد.
سیم مرجع:
از آنجایی که ممکن است محل اتصال دو نقطه دمای دقیقی را اندازه گیری نکند و یا دمای پایداری نداشته باشد، نیاز به یک نقطه مرجع داریم که دمای ثابتی داشته باشد. این وظیف بر عهده سیم مرجع است که در محیطی با دمای پایدار قرار می‌گیرد.
عایق:
بخش دیگری که در ترموکوپل وجود دارد، عایق است. عایق برای جلوگیری از نشت جریان الکتریکی و حفاظت از سیم‌ها در برابر عوامل خارجی مناسب بوده و در هنگام ساخت ترموکوپل از آن استفاده می‌شود.
همچنین بخوانید: مقوا نسوز چیست؟
نحوه عملکرد ترموکوپل چگونه است؟
اساس عملکرد ترموکوپل، پدیده‌ای به نام اثر (Seebeck) است. این اثر برای اندازه گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ترموکوپل، محل اتصال دو سیم فلزی غیرهمسان که به آن محل اتصال یا Junction گفته می‌شود، نقش محل ایجاد اختلاف دما را ایفا می‌کند. با قرار دادن این نقطه در محیط مورد نظر و اندازه‌گیری ولتاژ ایجاد شده بین دو سر سیم‌ها به وسیله دستگاهی به نام پتانسیومتر، می‌توان دمای آن محیط را تعیین کرد.
به زبان ساده‌تر، زمانی که محل اتصال ترموکوپل در معرض گرمای محیط قرار می‌گیرد، اختلاف دمایی بین این نقطه و نقطه دیگر سیم‌ها (که به آن محل مرجع یا Reference junction گفته می‌شود و در دمای ثابتی قرار دارد) ایجاد می‌شود. این اختلاف دما سبب ایجاد جریانی الکتریکی در مدار ترموکوپل شده به طوری که بزرگی آن به میزان اختلاف دما بستگی دارد. با اندازه‌گیری این جریان الکتریکی (یا ولتاژ معادل آن) توسط دستگاه‌های مخصوص، می‌توان دمای محیط را اندازه‌گیری کرد.
بیشتر بخوانید: انبر برقی
چه عواملی بر نحوه عملکرد ترموکوپل اثر می‌گذارد؟
عواملی که می‌توانند نحوه عملکرد سنسور را تحت تاثیر قرار دهند و یا موجب افت عملکرد آن شوند، عبارتند از:
جنس سیم‌ها
جنس سیم ترموکوپل رابطه مستقیمی با نحوه عملکرد آن دارد. به طوری که با توجه به جنس سیم نه تنها نوع ترموکوپل مشخص می‌شود، بلکه محدوده دمایی آن نیز تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
میزان اختلاف دما
هر چه اختلاف دمایی که بین محل اتصال و محل مرجع است بیشتر باشد، ولتاژ ایجاد شده و در نتیجه جریان الکتریکی نهایی نیز بیشتر خواهد بود.
محل قرار گیری محل اتصال
محلی که نقطه اتصال یا همان محل اتصال در آن قرار می‌گیرد در عملکرد ترموکوپل تاثیر گذار است. محل اتصال ترموکوپل باید دقیقاً در معرض محیطی قرار بگیرد که دمای آن مد نظر است و از عوامل محیطی مانند رطوبت، گرد و غبار و یا مواد شیمیایی به دور باشد.
با پارچه نسوز صنعتی بیشتر آشنا شوید.
مزایا ترموکوپل
برای بسیاری از افراد این سوال پیش می‌آید که چه مزیتی در ترموکوپل است که بهتر است از آن استفاده کنیم؟ برخی از مهم‌ترین مزایای ترموکوپل به شرح زیر هستند:
- ساختار ساده
- سادگی و ظرافت
- مقاوم در برابر فشار و ارتعاشات
- محدوده دمایی قابل سنجش گسترده
- مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی سخت
- قیمت مناسب و اقتصادی در مقایسه با سایر سنسورهای دما
معایب استفاده از ترموکوپل
درست است که قیمت اقتصادی و یا ساختار ساده ترموکوپل باعث شده تا انتخاب خوبی برای سنجش دما باشد، اما معایبی به دنبال استفاده از این سنسور وجود دارند که عبارتند از:
- نیاز به محل مرجعی سرد با دمای ثابت
- غیر خطی بودن رابطه ولتاژ خروجی ترموکوپل با دما
- حساسیت به نویزهای الکتریکی و نیازمند لایه محافظتی یا ایزولاسیون
آشنایی با انواع ترموکوپل
ترموکوپل‌ها بسته به محدوده دمای قابل اندازه گیری و یا جنس فلزهایشان، انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
ترموکوپل نوع K:
مشهورترین و پرکاربردترین ترموکوپل در صنعت، ترموکوپل نوع K است. این سنسور می‌تواند محدوده دمایی بین ۲۰۰- تا ۱۲۰۰+ درجه سانتیگراد را اندازه‌گیری کند. کاربرد نوع K بسیار گسترده بوده به طوری که صنایع مورد کاربرد عبارتند از:
- نیروگاه‌ها
- صنایع فولاد
- صنایع غذایی
- صنایع دارویی
- صنایع پتروشیمی
ایراد ترموکوپل نوع K غیر خطی بودن رابطه بین ولتاژ خروجی با دماست که برای رفع این مشل یاز به محاسباتی برای خطی سازی این رابطه وجود خواهد داشت. اما در مقابل قیمت مناسبی دارد، محدوده دمایی گسترده را تحت پوشش قرار داده و کارآیی بالایی نیز دارد.
ترموکوپل نوع J:
این ترموکوپل قیمت مناسبی دارد و انتخابی مقرون به صرفه به شمار می‌رود. محدوده دمایی قابل اندازه گیری آن بین ۲۰۰- تا ۷۵۰+ درجه سانتیگراد است و اغلب برای مصارفی عمومی مانند فرها، بخاری‌ها و یا آبگرمکن‌ها به کار می‌رود.
همچنین بخوانید: المنت آبگرمکن چیست؟
در جدول زیر میتوانید مزایا و معایبی که ترموکوپل نوع J به همراه دارد را مشاهده کنید:
| مزایا | معایب |
| قیمت بسیار مناسب | دقت پایینتر نسبت به نوع K |
| محدوده دمایی قابل قبول | محدودیت کاربرد در صنعت |
| سهولت در استفاده | – |
ترموکوپل نوع T:
این ترموکوپل برای اندازه گیری دماهای بسیار پایین مناسب است؛ به طوری که می‌تواند محدوده دمایی بین ۲۷۰- تا ۴۰۰+ درجه سانتیگراد را به خوبی اندازه گیری کند. دقت بالا در دماهای پایین و یا مقاومت بالایی که در برابر لرزش و حساسیت بالا دارد، باعث شده تا انتخاب خوبی برای اندازه گیری دماهای پایین باشد. اما در مقابل، قیمت این نوع سیستم در مقایسه با دو نوع K و J بیشتر بوده و محدوده دمایی محدودی دارد.
ترموکوپل نوع T اغلب در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- صنایع برودتی
- کپسول‌های گازی
- صنایع انجماد مواد غذایی
چطور ترموکوپل مناسب را انتخاب کنیم؟
برای انتخاب ترموکوپل مناسب، بهتر است به موارد زیر توجه داشته باشید:
سرعت پاسخ:
برخی از ترموکوپل‌ها نسبت به تغییرات دما، سریع‌تر واکنش نشان می‌دهند که این ویژگی در برخی مصارف مهم بوده و بایستی هنگام خرید به آن توجه شود.
طول عمر:
طول عمر مفید نسبتاً طولانی در انتخاب ترموکوپل بسیار مهم است. به طور کلی طول عمر آن به شرایط محیطی و یا جنس سیم‌ها بستگی دارد و بهتر است با توجه به شرایط محیطی، ترموکوپل مورد نیاز را انتخاب کنید.
سهولت در استفاده:
یکی دیگر از معیارهای انتخاب درست دستگاه، آسان بودن استفاده از آن است. برخی از ترموکوپل‌ها به دلیل نیاز به محافظت‌‌‌های خاص یا کالیبراسیون دوره‌ای، از سهولت استفاده کمتری برخوردارند. دقت کنید که اگر می‌خواهید استفاده از آن آسان باشد، مدلی را انتخاب کنید که به طور کلی نحوه کار کردن با آن آسان باشد.
خلاصه کلام
ترموکوپل‌ها حسگرهای دما با قابلیت‌ها و مزایای فراوانی هستند که در صنایع مختلفی کاربرد دارند. درک نحوه عملکرد، انواع و ویژگی‌های آن‌ها به شما کمک می‌کند تا انتخابی آگاهانه برای اندازه‌گیری دما در پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی خود داشته باشید. این سنسورها با مزایای متعددی از جمله سادگی، ظرافت، مقاومت بالا، محدوده دمایی گسترده و قیمت مناسب، جایگاه ویژه‌ای در اندازه‌گیری‌های دما پیدا کرده‌اند.
گروه صنعتی پارس المنت
گروه صنعتی پارس المنت، تولید کننده و تنها نماینده المنت میله‌ای بالچیک ترکیه در ایران است. این مجموعه علاوه بر خرید و فروش به صورت تک، در خرید و فروش به صورت عمده نیز فعالیت می‌کند. پارس المنت مرکز پخش و تولید انواع المنت و ارائه دهنده سیم‌های المنت با آلیاژهای مختلف است. همچنین سفارشات شما در جهت ساخت و تولید هرگونه المنت را می‌پذیرد. این مجموعه با داشتن بیش از ۲۰ محصول، توانسته است رضایت بیش از ۲۰۰ مشتری را در پی فعالیت‌های مستمر خود داشته باشد.
شما هم میتوانید برای خرید المنت یا پارچه نسوز صنعتی مورد نظرتان، با کارشناسان فروش پارس المنت در تماس باشید.
راه‌های ارتباط با گروه صنعتی پارس المنت:
- شماره تماس: ۳۳۹۸۳۸۶۲-۰۲۱ و ۳۳۹۹۸۲۷۶-۰۲۱
- آدرس: تهران، میدان امام خمینی، لاله زار جنوبی، پاساژ اخوان، طبقه اول، پلاک ۳۲
