ترموکوپل چیست و نحوه کار ترموکوپل
ترموکوپل(Thermocouple)، که به آن جفت حرارتی نیز گفته می‌شود، به پدیده ای در فیزیک گفته می‌شود که در آن با اتصال دو فلز الکتریکی ناهمگون با همدیگر الکتریسیته بعد از گرم شدن محل اتصال تولید می‌شود. ترموکوپل دو فلز غیرهم‌جنس است که از یک طرف به‌هم متصل‌اند. برای تولید برق باید محل اتصال دو فلز را حرارت داد. در این صورت در دو سر دیگر که آزاد هستند برق تولید می‌شود. البته برقی که به این صورت تهیه می‌شود بسیار کم است. به این صورت که وقتی به محل اتصال این دو مفتول حرارت داده شود، اختلاف پتانسیلی در دو سر این مفتول‌ها بوجود می‌آید. این اختلاف پتانسیل تابع میزان حرارت اعمال شده‌است و بنابراین با بررسی میزان ولتاژ خروجی می‌توان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد.
ترموکوپل یک ترانسدیوسر خود مولد است که از ایجاد دو یا چند اتصال بین فلزات با جنس متفاوت تشکیل شده‌است. بایستی توجه داشت که یک اتصال (اتصال سرد) بایستی دردمای مرجع قرار داده شود. به عنوان مثال اتصال مرجع را بایستی درظرف حاوی یخ در حال ذوب شدن نصب کرد. اتصال دیگر ترموکوپل بایستی به جسمی که می‌خواهیم دمای آن را اندازه بگیریم، کاملاً متصل شود. فلزات ترموکوپلی به طور کلی نسبت به قیمتی که دارند به دو گروه جداگانه تقسیم می‌شوند. این دو گروه تر موکوپل به ترموکوپلهای فلزپایه و ترموکوپلهای فلزات قیمتی معروفند.
امتیاز عمدة ترموکوپلها محدودة وسیع اندازه‌گیری آنهاست که به طور اسمی از ۱۸۰- تا ۱۸۰۰+ درجه سانتیگراد را در برمی گیرد. دیگر امتیاز ترموکوپلها، عملکرد خطی آنها در محدوده اندازه‌گیری است.
اگر قسمت کوچکی نوک جوشکاری شده ترموکوپل برداشته شده و ترموکوپل داخل خط لوله جاسازی شود، دمای سیال جاری درداخل لوله، بدون هیچگونه زحمتی قابل اندازه‌گیری است. این نوع سنسورها در بازار موجود هستند و غالباً جهت اندازه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع ترموکوپل
ترموکوپلها دارای تیپهای متنوع برای اندازه‌گیری دما می‌باشند بطور مثال تیپهای R – S – B با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوه ۲۰۰- الی ۱۸۰۰ و تیپهای L – K- J با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوده ۱۸۰- الی ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد بکار می‌روند. ولتاژ بوجود آمده در دوسر انتهایی ترموکوپل در هر صورت میلی ولت ورفتار الکتریکی هر ترموکوپل بسته به نوع آلیاژ سیم‌های آن تابع جداول استانداردی است که معمولاً در استانداردهای کشورهای مختلف تعریف و تقریباً در هر تیپ منبطق بر یکدیگر است. یکی از انواع معمول آن ترکیب آلیاژکروم و نیکل می‌باشد. معمولاً جهت جلوگیری از آسیب دیدن ترموکوپل آن را درون غلاف فلزی یا سرامیکی قرار می‌دهند. روش جوشکاری دوسر ترموکوپل تابع ضوابط خاصی است بطوری که نباید در حین عملیات جوشکاری فلز یا احیاناً نیمه‌هادی دیگری در فرایند جوش دخالت نماید در غیر اینصورت رفتار ترموکوپل هرگز رفتار استاندارد تعریف شده تابع جداول مربوطه نخواهد بود.
ترموکوپها همواره پس از گذشت سالیان متمادی از بهترین سنسورها برای اندازه‌گیری دما می‌باشند زیرا با نقطه مورد نظر تماس برقرار نموده و دما را بصورت پتانسیل الکتریکی انتقال می‌دهند و ولتاژ با اتصال به اندیکاتور اندازه‌گیری و به صورت دما تحت تبعیت از جداول مورد بحث مشابه سازی شده و نمایش داده می‌شود. از این دستگاه برای اندازه‌گیری دماهای بالا (مثلاً در کوره‌های پخت محصولات سرامیکی) استفاده می‌شود. ترموکوپلها اصولاً در دمای پایین داری دقت لازم نیستند ولی جهت سنجش دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد یکی از گزینه‌های خوب می‌باشند.
کاربرد ترموکوپل
ترموکوپلها در صنعت دارای کاربردهای بسیار زیادی هستند. از جمله مهمترین کاربردهای ترموکوپل در صنایع را می‌توان در صنایع تولید لوازم گازسوز نام برد. بدین ترتیب که از ترموکوپل جهت ایمن‌سازی تجهیزات گاز سوز در مواردی که شعله گاز به دلایلی (از جمله باد) خاموش می‌گردد، جهت قطع کردن گاز و جلوگیری از انتشار آن استفاده می‌گردد. ترموکوپل به دلیل ایجاد ولتاژ و جریان الکتریسته در اثر دریافت حرارت، وسیله بسیار مفیدی در کنترل حرارت یا استفاده بعنوان کنترلر می‌باشد. از جمله کاربردهای آن، به عنوان انواع [قطع کننده جریان گاز] می‌باشد.
مزایای ترموکوپل چیست و کاربرد آن کجاست
از مزایای ترموکوبل می توان به دقت بالای آن و وسیع بودن محدوده کاری آن اشاره نمود به طوری که ترموکوپل ها قادرند دماهایی بین ۱۸۰- تا ۱۸۰۰ سانتی گراد را اندازه گیری نمایند.
ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که تفاوت آن ها در نوع آلیاژهای به کار رفته در آن ها و محدوده دمایی عملکرد آن ها می باشد. برای مثال ترمو کوپل در تیپ های B، J، K، S و… موجود می باشند که با توجه به نوع ترمو کوپل، برای اندازه گیری دما باید از ترمومتر مناسب آن استفاده نمود.
ترموکوپل ها برای مدت زمان زیادی است که جزء بهترین روش های اندازه گیری دما به حساب می آیند. ترموکوپل ها در صنعت نیز کاربرد فراوان دارند مانند اندازه گیری کردن دمای کوره ها، دمای دودکش، قطع کن گاز شومینه و اجاق گازها، اندازه گیری دمای سیستم های تولید کننده دارو و مواد غذایی و…
ترموکوپلها در صنعت دارای کاربردهای بسیار زیادی هستند.از جمله مهمترین کاربردهای ترموکوپل در صنایع را می توان در صنایع تولید لوزام گازسوز نام برد.بدین ترتیب که از ترموکوپل جهت ایمن سازی تجهیزات گاز سوز در مواردیکه شعله گاز به دلایلی (از جمله باد)خاموش می گردد، جهت قطع کردن گاز و جلوگیری از انتشار آن استفاده می گردد. ترموکوپل به دلیل ایجاد ولتاژ و جریان الکتریسته در اثر دریافت حرارت، وسیله بسیار مفیدی در کنترل حرارت یا استفاده بعنوان کنترلر می باشد. از جمله کاربردهای آن، به عنوان انواع [قطع کننده جریان گاز می باشد.
در انتخاب ترموکوپل چه مواردی باید رعایت گردد:
- رنج دمائی کارکرد ترموکوپل
- تیپ ترموکوپل
- طول ترموکوپل
- جنس غلاف ترموکوپل
- امکان داشتن خروجی ۴ تا ۲۰ میلی آمپر برای ترموکوپل
- دقیق بودن ترموکوپل و کلاس دقت آن
- نوع سرامیک به کار برده شده در ترموکوپل
نحوه کار ترموکوپل
از مزایای ترموکوبل می توان به دقت بالای آن و وسیع بودن محدوده کاری آن اشاره نمود به طوری که ترموکوپل ها قادرند دماهایی بین ۱۸۰- تا ۱۸۰۰ سانتی گراد را اندازه گیری نمایند.
ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که تفاوت آن ها در نوع آلیاژهای به کار رفته در آن ها و محدوده دمایی عملکرد آن ها می باشد. برای مثال ترمو کوپل در تیپ های B، J، K، S و… موجود می باشند که با توجه به نوع ترمو کوپل، برای اندازه گیری دما باید از ترمومتر مناسب آن استفاده نمود.
ترموکوپل ها برای مدت زمان زیادی است که جزء بهترین روش های اندازه گیری دما به حساب می آیند. ترموکوپل ها در صنعت نیز کاربرد فراوان دارند مانند اندازه گیری کردن دمای کوره ها، دمای دودکش، قطع کن گاز شومینه و اجاق گازها، اندازه گیری دمای سیستم های تولید کننده دارو و مواد غذایی و…