مقالات

نحوه کار ترموکوپل

نحوه کار ترموکوپل

نحوه کار ترموکوپل: ترموکوپل یکی از تجهیزاتی است که برای اندازه گیری دما استفاده می‌شود و از دو فلز غیر هم جنس تشکیل شده است. این دو فلز متصل به هم هستند و زمانی که نقطه اتصالشان گرم شود پدیده سیبک به وقوع می‌پیوندد. حت تاثیر این پدیده ولتاژ دو سر آن آزاد می‌شود. لذا اختلاف ولتاژ به وجود می‌آید و با کمک آن میزان دمای نقطه اتصال قابل اندازه گیری خواهد بود.

تقسیم بندی کد و تایپ ترموکوپل

ترموکوپل ها دارای تقسیم بندی هستند و به همین دلیل دارای انواع مختلف می‌باشند. این ترموکوپل‌ها دارای جفت گرمایی به شکل سیم بوده و از فلزات مختلف تهیه می‌شوند. تفاوت درجه توسط کدهای زیر مشخص می‌شود:

✅ J

✅ K

✅ T

✅ N

✅ E

به طور مثال ترموکوپل‌های نوع K که با این کد نام گذاری می‌شوند، دارای کابل رابط افزاینده BLF ایتالیا تایپ KX هستند. در رنج‌های دمایی بالاتر کدهای دیگری هم اضافه می‌شوند: مانند C, B, S, R.

ترموکوپل k

8 مدل جفت حرارتی که تحت عنوان فلز پایه و فلز خاص یا نجیب موجود است که به صورت زیر تعیین می‌شوند:

  • K
  • J
  • T
  • E
  • N

و موارد زیر شامل مدل‌های فلزات خاص می‌باشد:

🟢R

🟢S

🟢B

نحوه کار ترموکوپل

عملکرد ترموکوپل‌ها بسیار ساده و دقیق می‌باشد. ترموکوپل‌ها از دو رشته سیم از جنس دو فلز مختلف تشکیل شده است و زمانی که این دو به یکدیگر متصل شوند مداری به وجود می‌آید. این مدار دو اتصال الکتریکی جدا از هم دارد. یکی از اتصال‌ها در محل اندازه گیری درجه حرارت به وجود می‌آید. این بخش به عنوان اتصال گرم خوانده می‌شود.


فروشگاه اینترنتی ترموهیتر داوود عرضه کننده انواع ترموکوپل می‌باشد.


قوانین پدیده سیبک

پدیده سیبک که به نام اثر ترموالکتریک مشهور است دارای دو سر ابتدایی فلزهای ناهمنام می‌باشد. لذا در نقطه اتصال اختلاف پتانسیل دیده می‌شود. علت وقوع اختلاف پتانسیل وجود سرعت میانگین الکترون‌های آزاد فلزات است.

دمایی که در دو سر سیم وجود دارد باعث افزایش سرعت میانگین و تعداد الکترون‌های موجود در دو منطقه سرد و گرم خواهد شد. لذا الکترون‌ها در این پدیده نقش موثری خواهند داشت. به سبب جا به جایی آن‌ها پدیده سیبک به وجود می‌اید.

مقدار سیبک به جنس فلز و میزان دمای آن بستگی خواهد داشت. در واقع ضریب سیبک همان اختلاف پتانسیل میان دو نقطه برای اختلاف دمای یک درجه سانتی گراد است. بیشترین دمای اندازه گیری شده بسته به سطح مقطع سیم دارد. لذا با دستگاه سنجش حرارت امکان اندازه گیری رنج حرارت به صورت کامل وجود نخواهد داشت. به همین دلیل با توجه به میزان دمای قابل اندازه گیری، قطر سیم تعیین می‌شود. ترموکوپل دارای دقت اندازه گیری متوسطی است.

بررسی ساختمان ترموکوپل صنعتی

ساختمان ترموگوپل صنعتی دارای درجه حرارت معلوم و ثابت می‌باشد و این قسمت جفت حرارتی تحت عنوان اتصال سرد خوانده می‌شود. اختلاف درجه حرارت میان این دو قسمت باعث به وجود آمدن اتصال در هر لحظه ولتاژی در مدار می‌باشد.

این اختلاف جریان جهت اندازه گیری درجه حرارت نامشخص استفاده می‌شود.

بررسی ساختمان ترموکوپل

قوانین ساخت ترموکوپل

ساخت ترموکوپل نیازمند رعایت قوانینی است که به صورت زیر می‌باشد:

  • مشخص نمودن رنج دمایی کارکرد
  • حداکثر دمای قابل اندازه گیری توسط ترموکوپل
  • دقت اندازه گیری
  • شرایط محیطی مانند وجود مواد شیمیایی و نفتی
  • میزان مقاومت سنسور دما در مقابل لرزش
  • مشخص نمودن سایز پراب خروجی

انواع اتصال گرم در اندازه گیری دما

اتصال گرم در ترموکوپل دارای انواع مختلفی است که به دو صورت زیر خواهد بود:

🟢سیم ترموکوپل بیرون از غلاف

در این شیوه سیم‌های ترموکوپل از طریق جوشکاری به هم متصل می‌شوند. در نتیچه به صورت مستقیم وارد فرایند اندازه گیری دما خواهند شد. لذا سیم‌های مولد در ترموکوپل بدون حفاظ خواهند بود. لذا سرعت پاسخ افزایش یافته اما احتمال آسیب رسیدن به سیم‌های دما سنج افزایش می‌یابد.

🟢سیم ترموکوپل متصل به غلاف

این مدل از رایج ترین شیوه‌های اتصال ترموکوپل هستند و در این شیوه گرما و غلاف به هم جوش داده می‌شوند. در نهایت نقطه اتصال در ابتدای پراب به وجود می آید. این روش به عنوان مولد ترموالکتریک زمین شده خوانده می‌شود. در این مدل سرعت پاسخ بالا می‌رود.

🟢سیم ترموکوپل جدا از غلاف

در این روش سیم‌ها به هم منصل می‌شوند. این سیم‌ها مانند غلاف محافظ هستند. لذا جفت‌های حرارتی زمین نشده می‌شوند.

کاربرد ترموکوپل

ترموکوپل در صنعت دارای کاربردهای بسیاری است و در موارد زیر استفاده می‌شود:

  • نیروگاه های تولید برق
  • صنعت نفت
  • صنعت گاز و پتروشیمی
  • آزمایشگاه ها
  • صنعت فولاد
  • صنعت داروسازی و بیوتکنولوژی
  • سیمان
  • صنعت تولید کاغذ

نوعی ترموکوپل

تولید برق با کمک ترموکوپل

با کمک ترموکوپل هم می‌توان برق تولید نمود. به سبب وجود اختلاف پتانسیل در جفت حرارتی جریان ضعیف برق به وجود می‌آید. لذا برای تولید برق با ترموکوپل می‌توان به دو سر متصل جفت حرارتی حرارت بیشتری وارد نمود.

در این شیوه به سبب افزایش جریان دو سر اتصال به سمت دو سر آزاد دستگاه سنجش حرکت نموده و باعث ایجاد نیرو محرکه لازم می شود. لذا ولتاژ برق با فشار ضعیف تولید می‌شود که قابل اندازه گیری تسوط ولت سنج خواهد بود.


نتیجه گیری

📌از ترموکوپل برای اندازه گیری دما استفاده می‌شود و می‌توان در فرایند های مختلف از آن استفاده نمود. لذا کاربرد وسیعی در صنعت دارد. ترموکوپل متشکل از دو فلز است که از یک سو به هم متصل هستند.

📌طبق قوانین می‌توان رنج دمایی -270 تا 2315 درجه سانتی گراد را توسط آن اندازه گیری نمود. ترموکوپل‌ها انواع مختلفی دارند که از نظر رنج دمایی، میزان مقاومت در برابر لرزش و مقاومت شیمیایی دسته بندی می‌شوند. جفت های گرمایی دارای نوع T, E, K, J هستند و از محبوب‌ترین دستگاه‌های سنجش حرارت در دماهای بالا تلقی می‌شوند.


✏️ پیشنهادات و نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *