ترموکوپل

توضیحات

ترموکوپل

ترموکوپل چيست؟
اثر ترمو الکتریسيته و کاربرد آن در ترموکوپل
این پدیده توسط سی بک در سال 1821 کشف شد. او متوجه شد هرگاه دو انتهای دو رشته سيم غير هم جنس را به یکدیگر وصل کرده و نقطه اتصال را حرارت دهيم در این محل یک اختلاف پتانسيل الکتریکی که به آن پتانسيل تماس یا ولتاژ سيبک می گویند به وجود می آید. در صورتی که دمای اتصالات تشکيل شده با یکدیگر متفاوت باشد جریانی در سيم ها جاری خواهد شد.
در شکل زیرنمایش کلی ترموکوپل (پدیده ترموالکتریک) نمایش داده شده است.

پدیده ترموالکتریک

مشخصات فنی

ترموکوپل


ترموکوپل

با توجه به پدیده سيبک اتصال هر دو فلز از نوع مختلف باعث ایجاد ترموکوپل شده و توليد ميلی ولتی متناسب با دمای اعمال شده مي کند از این روانواع مختلفی ازترموکوپل مي توان توليد کرد.
اعمال حرارت به نقطه اتصال دو فلز باعث ایجاد ولتاژ کوچکی بین دو فلز در طرف دیگر می شود. در این نقطه که به ترنسمیتر یا ولت متر متصل می شود اتصال مرجع یا سرد تشکیل می شود. میزان ولتاژ تولید شده متناسب با میزان دما است.
رابطه بین ولتاژ و دما خطی نیست. دمای فرآیند با توجه به مقدار ولتاژ حاصل، با خواندن از روی یک منحنی یا بوسیله جدول های ترموکوپل بدست می آید. در جدول های ترموکوپل، ولتاژهای مختلف مرتبط با هر دما لیست شده است. برای هر نوع ترموپل یک جدول لازم است.

برند آتبین
لوگو Deltafluid
برند امرسون
ترموکوپل Atbin
ترموکوپل Delta Fluid ترموکوپل Emerson
برند Endress & Hauser  لوگو Euromisure برند Fuji 
ترموکوپل Endress & Hauser
ترموکوپل Euromisure
ترموکوپل Fuji
 برند Nagano  برند Jumo  لوگو Pyro Controle
ترموکوپل Nagano ترموکوپل Jumo
ترموکوپل Pyro Controle
برند Rueger  برندThermo Electric  برند Wise Control
ترموکوپل Rueger
ترموکوپل Thermo Electric
ترموکوپل Wise Control


انواع ترموکوپل
بر اساس ترکیبات ممکن از فلزها، می توان تعداد بیشماری ترموکوپل ساخت. ولی در عمل تعداد ترموکوپل ها مشخص و محدود است.
جدول و رنج دمایی ترموکوپل های استاندارد به شرح زیر می باشد که با توجه به کاربرد، محیط اندازه گیری دما و رنج دما، مورد استفاده قرار می گیرد.

جدول رنج دمایی و مشخصات فنی انواع مختلف ترموکوپل

مغناطیسی بودن یا غیر مغناطیسی بودن فلز مورد استفاده

کد رنگ

ترکیب فلزات مورد استفاده

 در ترموکوپل

محدوده عملکرد دمایی  ͦ C

(Short Term)

محدوده عملکرد دمایی  ͦ C

(Continous)

تیپ

 ترموکوپل

غیرمغناطیسی

+ زرد

کرومل Chromel

-180 to +1300

0 to +1100

K

مغناطیسی

-قرمز

آلومل Alumel

مغناطیسی

+سفید

آهن Iron

-180 to +800

0 to +750

J

غیر مغناطیسی

-قرمز

کنستانتان Constantan

غیر مغناطیسی

+ نارنجی

نیکروسیل  Nicrosil

-270 to +1300

0 to +1100

N

غیر مغناطیسی

- قرمز

نیسیل Nisil

غیر مغناطیسی

+ سبز

پلاتین (13%)+ رودیوم

-50 to +1700

0 to +1600

R

غیر مغناطیسی

- قرمز

پلاتین Platinum

غیر مغناطیسی

+ سیاه

پلاتین (10%)+ رودیوم

-50 to +1750

0 to +1600

S

غیر مغناطیسی

- قرمز

پلاتین Platinum

غیر مغناطیسی

+ خاکستری

پلاتین (30%)+ رودیوم

0 to +1820

200 to +1700

B

غیر مغناطیسی

- قرمز

پلاتین (6 %)+ رودیوم

غیر مغناطیسی

+ آبی

مس Copper

-250 to +400

-185 to +300

T

غیر مغناطیسی

- قرمز

کنستانتان Constantan

غیر مغناطیسی

+ بنفش

کرومل Chromel

-40 to +900

0 to +800

E

غیر مغناطیسی

- قرمز

کنستانتان Constantan


مواردی که می بایست در انتخاب ترموکوپل مورد توجه قرار بگیرد:
 - رنج دمایی کارکرد ترموکوپل
 - تیپ ترموکوپل
 - طول ترموکوپل
 - جنس غلاف ترموکوپل
 - امکان داشتن خروجی 4 تا 20 ميلی آمپر برای ترموکوپل
 - دقيق بودن ترموکوپل و کلاس دقت آن
 - نوع سراميک به کار برده شده در ترموکوپل

جزئیات کاربردی انتخاب ترموکوپل
وقتی تجهیزی تعویض می شود ممکن است عملکرد تجهیز قدیمی و جدید متفاوت باشد .در تعویض ترموکوپل ها و RTD ها مشکلات مشابهی وجود دارد که عبارتند از :
 - اگر ترموکوپل نصب شده با ترموول اتصال نداشته باشد، در انتهای ترموول یک فاصله هوایی بوجود می آید که روی پاسخ زمانی ترموکوپل تاثیر می گزارد و باعث تفاوت بین دمای اندازه گیری شده و دمای واقعی می شود .برای حل این مشکل می توان از یک Thermopaste استفاده کرد و آن را در نقطه ایی که اندازه گیری دما انجام می شود قرار داد.
 - در مواقعی که ترموکوپل نصب شده در ترموول تعویض می شود باید نوک ترموول تمیز شود زیرا احتمال دارد در طی تعویض یا به مرور زمان موادی در ته ترموول جمع شوند و باعث جدایی ترموکوپل از ترموول شده و مانع انتقال حرارت شوند .
 - مشکل دیگر زمانی است که ترموکوپل جدید نسبت به ترموکوپل قدیمی جنس متفاوتی دارد .این مساله روی زمان پاسخ تاثیر می گزارد و هر چند روی دقت تاثیر ندارد ولی می تواند روی پایداری سیستم حلقه بسته تاثیر بگذارد.
 - مشکل دیگر مربوط به زمین کردن است . دقت و پاسخ ممکن است بین تجهیزات زمین شده و زمین نشده متفاوت باشد.
 - با تعویض ترموکوپل ها ، ممکن است نیاز به تعویض کابل های الحاقی نیز وجود داشته باشد.کشش و تنش و استهلاک کابل می تواند روی دقت تاثیر بگذارد.

مزایای استفاده از ترموکوپل
 - هزینه کم
 - اندازه کوچک
 - مقاوم بودن
 - محدوده کاری وسیع
 - پایدار در حد قابل قبول
 - دقیق برای تغییرات دمایی بالا
 - پاسخ سریع

معایب استفاده از ترموکوپل
 - خروجی خیلی ضعیف در حد میلی ولت
 - دقت محدودد برای تغییرات دمایی کم
 - حساس نسبت به نویز الکتریکی
 - غیر خطی
 - تبدیل پیچیده از emf به دما

مقالات مرتبط

  • ابزار دقیق ابزار دقیق

سوالات متداول

فرم ارسال سوال
    سوالی برای این محصول ثبت نشده است.