ترموکوپل

 ترموکوپل‌ها به زبان ساده، وسیله‌ای برای اندازه‌گیری دما در صنایع هستند. این دستگاه، اختلاف دمای بین دو نقطه را به ولتاژ متصل کرده و آن را به دستگاه اعلام می‌‎کند. روش کار این دستگاه بدین شکل است که در دو سر آن، دو قطعه فلز غیرهمجنس قرار دارند.

زمانی که قسمت میانی ترموکوپل داغ شود، دو ولتاژ متفاوت در دو سر ترموکوپل ایجاد می‌شود. بر اساس میزان تفاوت ولتاژ در این دو نقطه، می‌توان دما را مشخص نمود. با استفاده از ترموکوپل‌ها، می‌توان دمای نقطه اتصال را اندازه‌گیری نمود. این قطعات محدوده اندازه‌گیری وسیعی را در بر می‌گیرند و بدین شکل می‌توان نسبت به دقت آن‌ها در اندازه‌گیری دما نیز تا حد زیادی اطمینان حاصل کرد.

انواع مختلفی از ترموکوپل‌ها در بازار وجود دارند که مشتریان می‌توانند بر اساس نیاز خود، بهترین و مناسب‌ترین نوع آن را برای خود خریداری کنند. ترموکوپل‌ها معمولاً از جفت‌های فلزی مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک از آن‌ها دارای ضریب حرارتی متفاوتی هستند.

ضریب حرارتی یک فلز به مقدار تغییر ولتاژ ترموکوپل در پاسخ به تغییر دمای نقطه اتصال آن فلز مربوط است. برای اندازه‌گیری دما با استفاده از ترموکوپل، ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل توسط یک ابزار اندازه‌گیری ولتاژ خوانده می‌شود و سپس با استفاده از یک جدول کالیبراسیون، دمای متناظر با آن ولتاژ محاسبه می‌شود.

از جمله فلزاتی که برای ساخت ترموکوپل استفاده می‌شوند، می‌توان به کروم، آلوملی، نیکل، آهن، مس و توپاز اشاره کرد. هر کدام از این فلزات در محدوده دمایی خاصی دارای دقت بالاتری هستند و به همین دلیل، انتخاب فلزات مناسب برای ترموکوپل‌ها بسیار مهم است.

نحوه کار ترموکوپل

حرارتی که به نقطه اتصال این دو فلز می​رسد، باعث ایجاد جریان بسیار ضعیف شده که به سوی سیم​ها هدایت می​شود. هر چه دمای نقطه اتصال دو فلز بیشتر شود، ولتاژ تولیدی بیشتر می شود. ترموکوپل در هر دما میزان معینی ولتاژ تولید می​کند که توسط ترمومتر به دما تبدیل می​‌شود. این مکانیزم به عنوان Seebeck خوانده می​شود که به معنای اندازه​گیری اختلاف دما میان دو نقطه و تبدیل آن به ولتاژ است. 

اگر بتوان میزان ولتاژ تولیدی را اندازه گرفت، دمای نقطه اتصال نیز مشخص خواهد شد. ترموکوپل طی مدت زیادی به عنوان بهترین روش اندازه گیری دما شناخته می​شد. امروزه در صنعت هم کاربردهای فراوانی دارد که از جمله می‌​توان به اندازه گیری دمای کوره​، اندازه گیری دمای دودکش، اندازه گیری دمای سیستم‌​های تولید دارو و غیره اشاره نمود.

انواع ترموکوپل

ترموکوپل​‌ها انواع مختلفی دارند که از جمله می​‌توان به ترموکوپل نوع K، نوع J، نوع E، نوع T، نوع N و نوع R,S,B اشاره نمود. مهم​ترین علت تنوع ترموکوپل​ها محدوده دمایی است که توسط آن قابل پشتیبانی است. این محدوده از 270 تا 1800 درجه سانتی است.

ترموکوپل نوع K

این نوع ترموکوپل از سیم فلزی کرومل و آلومل تشکیل شده است و قیمتی کاملا ارزان دارد. رنج دمایی که توسط آن اندازه​گیری می​شود، 250 تا 1300 درجه سانتی گراد است. در این مدل از مس به عنوان خاصیت ضد اکسیدان استفاده شده است و حساسیت آن 41  µV/°C است.

ترموکوپل نوع J

این ترموکوپل از فلز آهن تشکیل شده است و در صنایع قالب ریزی پلاستیک استفاده می​شود، چرا که امکان اکسید شدن آن با آهن وجود دارد. رنج دمای قابل پشتیبانی توسط آن 180 تا 800 درجه سانتی گراد است. حساسیت آن 51 µV/°C می​باشد.

ترموکوپل نوع E

این مدل ترموکوپل از فلزاات کنستانتان و کرومل تشکیل شده است. رنج عملکرد دمایی آن بین 40 تا 900 درجه سانتی گراد است. این ترموکوپل با داشتن حساسیت 62 µV/°C در مواردی که سنسور در آن حفاظت نشده به کار می​رود.

ترموکوپل نوع T

این ترموکوپل از مس و کنستانتان تهیه شده است و می تواند دمای بین 250 تا 400 درجه سانتی گراد را پشتیبانی کند. کاملا ارزان است و با داشتن حساسیت 46 µV/°C در صنعت کاربرد زیادی دارد و در مقابل رطوبت مقاومت بالایی دارد.

ترموکوپل نوع N

این مدل از فلز نیکروسیل و نیسیل تهیه شده و دمای منفی 270 تا 1300 درجه سانتی گراد را پشتیبانی می​کند. این نوع ترموکوپل در مقابل اکسید شدن مقاوم است و در دمای بالا به خوبی کار می کند.

ترموکوپل  نوع R,S,B

این مدل‌​ها از پلاتین و رادیوم تشکیل شده اند. نسبت به سایر مدل​ها از قیمت بالاتری برخوردار هستند و در دمای منفی 50 تا 1750 کارایی دارند. عمده​‌ترین کاربرد آن​‌ها در صنعت شیشه و فولاد است.

ترموکوپل ابگرمکن دیواری

در تمامی منازل دستگاهی برای تبدیل آب سرد به گرم وجود دارد. بعضی از پکیج، سیستم موتورخانه و عده‌ای دیگر از آبگرمن دیواری استفاده می‌کنند. آبگرمکن‌ها از کنارهم قرار گرفتن قطعات متنوعی ساخته شده‌اند که یکی از مهم‌ترین آن‌ها ترموکوپل آبگرمکن می‌باشد. ترموکوپل در زبان فارسی به نام‌های دماسنج اندازه گیری دما، سنسور اندازه گیری دما، جفت گرمایی، جفت حرارتی و بندآور شناخته می‌شود. یکی از مشکلات آبگرمکن دیواری، روشن نماندن شعله هنگام استفاده از آبگرم است. وقتی دمای آبگرمکن بیش از حد بالا می‌رود، ترموکوپل جریان گاز را قطع می‌کند و شعله خاموش می‌شود. در صورت خرابی این قطعه، شعله روشن نمی‌ماند و آبگرمکن درست کار نمی‌کند پس این قطعه نقش بسیارئمهمی در عملکرد آبگرمکن دارد. این قطعه از نظر برقراری امنیت اهالی منزل بسیار با اهمیت می‌باشند.

این قطعه بر اثر اختلاف دمایی که در آن به وجود می‌آید، توانایی تولید جریان برق بر اثر اختلاف پتانسیل را دارا می‌باشند. همان طور که گفته شد وظیفه دیگر آن برقراری ایمنی و امنیت بیشتر می‌باشد به طوری که اگر بر اثر جریان هوا یا باد، شعله ابگرمکن دیواری شما خاموش شود، در صورتی که ترموکوپل وجود نداشته باشد یا خراب باشد، به راحتی فضای داخلی خانه با گاز پر می‌شود و با کوچک‌ترین جرقه‌ای آتش سوزی رخ می‌دهد.

اما اگر این قطعه وجود داشته باشد و سالم باشد، در صورتی که شعله آبگرمن شما خاموش شود، این قطعه جریان گاز را نیز قطع می‌کند و از بروز حادثه جلوگیری می‌کند. این قطعه از دو فلز غیر هم جنس تشکیل شده است و ما تنها قادر به مشاهده فلز بیرونی که به صورت لوله‌ای می‌باشد هستیم. از داخل این فلز لوله‌ای نیز سیم مفتولی عبور می‌کند که این دو فلز فقط در قسمت ابتدایی و نوک قطعه با یکدیگر اتصال دارند.

ترموکوپل PT100

سنسور PT100 یا همان ترموکوپل PT100 یکی از انواع ترموکوپل دما صنعتی RTD می‌باشد. سنسور PT100 رایج‌ترین نوع از سنسورهای RTD می‌باشد. در صنایع زمانی که می‌خوایم دمای داخلی قطعات را اندازه گیری کنیم از ترموکوپل PT100 استفاده می‌کنیم. این نوع یکی از پرکاربردترین قطعات در صنعت می‌باشد که بسیاری آن را با نام مقاومتی نیز می‌شناسند زیرا می‌توان در مدل‌های بسیاری مانند سرامیکی و قلمی آن را تهیه کرد و همچنین این دو مدل پرکاربردترین ترموکوپل PT100 می‌باشند که در انواع سایز و اندازه تولید می‌شود که با توجه به دستگاه و محل مورد استفاده خود سایز آن را می‌توانید انتخاب کنید و بسته به شرایط محیط و دمایی که آن محیط دارد و همچنین شوک‌پذیری محصول میتوانید جنس آن را انتخاب کنید.

در این قطعه به علت استفاده از پلاتینیوم حروف PT در کنار اسم آن نوشته می‌شود و علت استفاده از عدد ۱۰۰ نیز به این علت می‌باشد که در صفر درجه سانتیگراد این سنسور ۱۰۰ اهم مقاومت دارد.با استفاده از این قطعه گستره دمایی بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ درجه را می‌توان اندازه گیری کرد. خروجی آن از نوع مقاومتی است که دارای عملکرد بهتری نسبت به بقیه مدل‌ها دارد و به انواع نویز واکنش بهتری دارد.

هرچه مدل انتخابی ما دارای دقت بیشتری در اندازه گیری دمایی داشته باشد، میزان خطا آن کمتر و در نتیجه دارای قیمت بالاتری می‌باشد. در این قطعه شاهد پدیده‌ای به نام خودگرمایی هستیم که در نتیجه اتصال به کارت‌ها و کنترلرها ایجاد می‌شود. در این هنگام گرمایی که در برابر عبور جریان ایجاد می‌شود بر دمای اندازه گیری شده توسط این قطعه اثر می‌گزارد و ممکن است باعث خطا شود. ترموکوپل PT100 دارای مدل‌های دو سیم، سه سیم، چهار سیم و شش سیم می‌باشند.

ترموکوپل صنعتی از مهم‌ترین ابزار و تجهیزات تشخیص دما می‌باشد که در بیشتر پروژه‌های صنعتی از این قطعه استفاده می‌شود. برای اندازه گیری دمای کوره ها، دودکش ها، سیستم‌های تولید دارو و…این قطعه که از دو فلز یکسان و یک شکل چسبیده به هم تشکیل شده، دارای نگهداری آسان و راحت، قیمت مناسب، سرعت عمل بالا هنگام بروز مشکلات، ابعاد کوچک و…می باشد که این ویژگی‌ها سبب استفاده آن در صنعت شده است. با توجه به اینکه در فعالیت‌های مختلف صنعتی نیاز به ایجاد شرایط دمایی خاص و بالایی است، این وسیله مناسب‌ترین قطعه جهت استفاده در صنعت می‌باشد.

با توجه به شرایط سخت صنعتی، این قطعه بسیار محکم و با دقت تولید می‌گردد تا مقاومت لازم را داشته باشند. با توجه به نوع استفاده و دمای مورد نیاز ترموکوپل‌های مختلفی تولید می‌شود. با توجه به کاربردهای متفاوت ترموکوپل صنعتی، نمی‌توان طول عمر دقیقی برای آن در نظر گرفت و با توجه به اینکه استفاده مداوم و چندساله از این قطعه ممکن است باعث ضعف و عملکرد صحیح سیگنال خروجی آن شود به همین جهت به دلیل هزینه پایین آن بهتر است هر سه سال این قطعه تعویض شود.

مزایا ترموکوپل

استفاده از ترموکوپل می‌تواند فواید بسیار زیادی را برای ما به همراه داشته باشد. این وسیله علاوه بر تعیین و مشخص کردن دما، نکات مثبت دیگری نیز خواهد داشت که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت. ترموکوپل‌ها نسبت به دیگر دستگاه‌های اندازه‌گیری دما، از قیمت پایین‌تری برخوردار هستند و این مسئله در حالتی است که استحکام ترموکوپل‌ها نیز بسیار بالا بوده و به راحتی دچار مشکل نخواهند شد. همچنین ترموکوپل‌ها می‌توانند وسعت بسیار زیادی از دما را اندازه‌گیری نمایند؛ بدین شکل که با استفاده از ترموکوپل شما می‌تواند دمای منفی صد و هشتاد درجه الی دمای بالای هزار درجه را به راحتی اندازه‌گیری کنید. این دستگاه‌ها می‌توانند دمای وسیله را در هر رنجی میان اعداد گفته شده تشخیص دهند و آن را با دقت به نسبت بالایی برای ما ارائه کنند.

هرچند که دقت ترموکوپل را نمی‌توان بسیار بالا دانست، اما نسبت به بسیاری از دستگاه‌های موجود، از قدرت بسیار بالایی برخوردار هستند. بررسی نکات مختلف و ویژگی‌های متفاوت ترموکوپل، به ما در خرید بهترین و مناسب‌ترین نسخه این قطعه کمک کرده و سبب می‌شود تا در پروژه نهایی، با سیستمی کاملا یک دست و کارآمد روبرو باشیم. شما نیز می‌توانید با بررسی دیگر ویژگی‌های ترموکوپل‌ها، نسبت به خرید بهترین نوع آن اقدام کرده و سیستم خود را از نظر تجهیزات و همچنین امنیت، به بالاترین درجه ممکن ترفیع دهید.

خرید ترموکوپل

در هنگام خرید ترموکوپل، بهتر است تا به برخی از نکات مهم توجه کنیم تا بدین شکل، در خرید یک ترموکوپل سالم و کارآمد، موفق شویم. اولین و مهم‌ترین نکته در زمینه خرید ترموکوپل که باید به آن دقت شود، این است که نوع مناسبی از این دستگاه را برای خود تهیه کنیم. انواع بسیار مختلف و متفاوتی از ترموکوپل‌ها در بازار وجود دارد که تعیین نوع مناسب برای خود، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار خواهد بود. از سوی دیگر، توجه به اصل بودن ترموکوپل نیز بسیار مهم بوده و می‌تواند تاثیر بسیار زیادی را بر روی عملکرد کلی دستگاه ما داشته باشد. تشخیص اصل یا فیک بودن ترموکوپل و خرید نسخه بهتر آن، خود به تنهایی مبحثی جداگانه را پیش روی ما قرار می‌دهد.

فروشگاه داوود المنت

عرضه کننده انواع المنت صنعتی، ترموکوپل، ترموستات، ترمومتر و...

www.davoodelement.ir

لاله زار جنوبی، پاساژ اخوان، طبقه همکف، پلاک 24

تماس با ما

021-33114902

021-33114902

09391092986

ترموکوپل صنعتی

اگر در شناخت انواع ترموکوپل مشکل داشته و فکر می‌کنید که اطلاعات شما در زمینه این قطعه، به حدی نیست که بتوانید نسخه مناسب و کافی برای خود را تهیه کنید، پیشنهاد ما به شما مشورت گرفتن از افراد مجرب و کارشناسان خبره خواهد بود. استفاده از تجربه دیگران در این زمینه، به راحتی می‌تواند مشکلات ما را در زمانی بسیار کوتاه‌تر از قبل، رفع نماید. از سوی دیگر، وجود یک فرد خبره می‌تواند به ما در تشخیص نوع صحیح و درست ترموکوپل نیز کمک کرده و خرید ما را به خریدی منطقی و مقرون به صرفه بدل نماید. لازم به ذکر است که انتخاب درگاه و فروشگاه مناسب برای خرید ترموکوپل نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده و می‌تواند در سرنوشت قطعه، تاثیر به سزایی داشته باشد.

اتصال فلز در ترموکوپل

ترموکوپل‌ها در وسایل بی‌شماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حقیقت مقاومت ترموکوپل در برابر فشارهای زیاد، حرارت و واکنش سریع مقابل ارتعاش سبب گسترش استفاده از آن در وسایل الکتریکی شده است. قابلیت اصلی ترموکوپل تشخیص دما در وسایلی است که به شکل مستقیم یا غیرمستقیم گرما تولید می‌کنند. ترموکوپل‌ها دارای انواع مختلفی هستند و بر حسب نیاز و با توجه به‌وسیله مورد نظر از ترموکوپل متناسب به آن وسیله استفاده می‌شود. از جمله موارد استفاده ترموکوپل‌ها می‌توان به وسایلی چون دماسنج‌های پزشکی، وسایل نقلیه، دیگ بخار، سیستم گرمایش، دماسنج غذایی وسایل دیگری اشاره کرد.

برای اینکه یک ترموکوپل بتواند دما را تشخیص دهد، یکسری سازوکار دارد. به‌صورت کلی اتصال فلز به ترموکوپل است که سبب کارایی آن می‌شود. در واقع دو سیم فلزی که به ترموکوپل متصل می‌شوند باید بالاترین اختلاف را در الکترونگاتیو داشته باشند. فلزات به کار برده شده در ترموکوپل عموماً شامل آهن مس و نیکل، مس و مس نیکل، نیکل کروم و نیکل آلومینیوم هستند. این دسته از فلزها که از دسته رادیوم و پلاتینیم دارای نوع S، B و R بوده که به‌عنوان فلزهای نجیب در ترموکوپل شناخته شده و دارای قیمت بیشتری نسبت به سایز فلزها هستند.

با این حال فلزهای در دسته نوع N، TJ، K و E ولتاژ ترموالکتریک بیشتری دارند. همین ولتاژ بالا سبب می‌شود که فلزات دارای این پایه تعبیه شده در ترموکوپل، توانایی تحمل دمای بالاتری را داشته باشد. در واقع گفته می‌شود این دسته از فلز متصل به ترموکوپل، توانایی تحمل دمای هوا تا ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد را دارد. به‌صورت کلی باید گفت که فلزات دسته نجیب قیمت بالاتری دارند، اما این قیمت بالا نشان‌دهنده توانایی آن در ترموکوپل نیست. در واقع فلزات گروه، E، N، T، J و K به کمک ولتاژ ترموالکتریک خود توانایی بیشتری در تحمل گرما و تشخیص دما دارند.

پارامترهای مهم انتخاب ترموکوپل

با توجه به اینکه ترموکوپل​ها انواع مختلفی دارند، انتخاب مناسب​‌ترین مدل کمی دشوار است. لذا با توجه به پارامترهای زیرترموکوپل می​توانید به سادگی مناسب​ترین ترموکوپل را انتخاب و تهیه نمایید.

نوع ترموکوپل و دمایی که پشتیبانی می​کند: ترموکوپل​ها انواع مختلفی دارند و هر یک رنج دمای خاص خود را دارند.

• مدل های E (-40 to 900°C)،J(-180 to 800°C) ، K(-250 to 1300°C)، R(-50 to 1700°C)، S(-50 to 1750°C)، T(-250 to 400°C)، B(0 to 1800°C، N(-270 to 1300°C) هر کدام رنج دمایی مخصوص خود را پشتیبانی می​کند.
• تعداد سیم​ها: هر ترموکوپل با توجه به مدل از تعداد سیم متفاوت تشکیل شده است و به صورت دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه دیده می​شود.
• نوع خروجی: در ترموکوپل​ها معمولا نوع خروجی به صورت خروجی سنسوری (mV) ولتاژ/ جریان (دارای ترانسمیتر) است.
• متراژ کابل رابط پروب که به صورت 1 متر و یا بیشتر ارائه می​شود.
• ابعاد شامل قطر و طول است که به صورت 5 تا 8 سانتی​متر ارائه می​شود.

موارد فوق به صورت جمع بندی در جدول زیر آورده شده است:

غلاف ترموکوپل

غلاف‌های ترموکوپل دارای دو دسته فلزی و سرامیکی هستند.

غلاف‌های فلزی به صورت کلی از فولاد ضد زنگ و مقاوم نسبت به دما تهیه می‌شوند. از رایج ترین این غلاف‌ها می‌توان به مواردی مانند S.S.316 ,S.S.304 , S.S.321 ,S.S.310 اشاره نمود.

مدل دیگر غلاف ترموکوپل، غلاف‌های سرامیکی هستند. این غلاف‌ها شامل دو دسته آلومینا و بیتوگراس است. می‌توانند تا 1500 درجه سانتی گراد دما را تحمل کنند. غلاف‌های سرامیکی از 60 در صد اکسید آلومینیوم و 3 درصد سایر عناصر قلیایی تشکیل شده اند. این غلاف‌ها به رنگ سفید می باشند.

مدل دیگری از غلاف‌ها با آلومینای 99% است و می‌تواند 1800 درجه سانتی گراد دما را تحمل نماید.

غلاف ترموکوپل نسبت به دماهای بیشتر مقاوم هستند و در مقابل خوردگی و پوسیدگی به خوبی مقاومت می کند. کابرد‌های بسیاری در صنعت سیمان و کوره‌های اتمسفر نیتروژن دارد.

برخی مدل‌های غلاف ترموکوپل نسبت به اکسیداسیون و سولفوره شدن مقاوم هستند و از پایداری حرارتی بالایی بهره مند می‌باشند.

در برخی ترموکوپل‌ها غلاف از جنس کوارتز و کاغذ است. این مدل‌ها به صورت تیوب‌هایی تولید می‌شوند که قادرند دمایی حدود 2000 درجه سانتی گراد تحمل کنند. غلاف ترموکوپل نقش حقاظتی از ترموکوپل را ایفا می کند.

از مهم ترین مزایای غلاف می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• افزایش مقاومت در مقابل حرارت بالا
• افزایش مقاومت در مقابل ضربه
• دارای رنگ بندی مختلف
• افزایش کیفیت کار
• حفاظت از بخش‌های مختلف ترموکوپل
• افزایش دقت و اطمینان
• جلوگیری از لرزش و لغزش
• هزینه مناسب و مقرون به صرفه
• افزایش طول عمر ترموکوپل

غلاف ترموکوپل ابعاد و اندازه‌های مختلفی دارد و با توجه به مدل متفاوت هستند. هر یک دارای ویژگی های خاص هستند.