ترموکوپل
Thermocouple

ترموکوپل چیست انواع و کاربرد آن کدام است :

ترموکوپل یکی از پر مصرف ترین سنسورهای اندازه گیری دما محسوب میگردد . این سنسورهای ساده با استفاده از اتصال یک فلز و آلیاژ آن و با توجه به اثر سیبک تولید میشوند و با همین مکانیزم ساده قادر به اندازه گیری دما به راحتی در رنج وسیعی از زیر صفر تا حدود 1700 درجه میباشند . با http://www.deltat.com/images/content/basic%20thermocouple%20circuit%20with%20instrument.jpg توجه به پدیده سیبک اتصال هر دو فلز از نوع مختلف باعث ایجاد ترموکوپل شده و تولید میلی ولتی متناسب با دمای اعمال شده میکند از این رو انواع مختلفی از ترموکوپل میتوان تولید کرد در حالی که در استانداردهای متداول میتوان از انواع 10 یا 12 ترموکوپل یاد کرد که در مدلهای های مختلف و با اشکال گوناگون تولید میشود . با توجه به کاربرد ، محیط اندازه گیری دما ،رنج دما ، اندازه گیری دقیق از انواع ترموکوپل میتوان به انواع زیر اشاره کرد :

(CHROMEL-ALUMEL) ترموکوپل تیپ K

ترموکوپل نوع K از سیم فلزی Ni-Cr (به نام تجاری کرومل Chromel) و Ni-Al (به نام تجاری آلومل Alumel) ساخته می شود.این ترموکوپل ارزان قیمت است و یکی از پرکاربردترین ترموکوپل ها می باشد. رنج عملکرد دمایی آن بین −200 °C و +1350 °C و حساسیت آن تقریبا 41  µV/°C است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. ترموکوپل نوع K بخاطر استفاده از مس خاصیت ضد اکسیداسیون دارد لذا در کوره ها که اکسیداسیون رخ می دهد مناسب تر می باشد

(IRON-CONSTANTAN) ترموکوپل تیپ J

این ترموکوپل از فلز آهن Fe و آلیژهای مس - نیکل Cu-Niساخته می شود. رنج دمایی این ترموکوپل بین −180 °C و +750 °C است. به دلیل احتمال اکسید شدن آهن این ترموکوپل ، در صنایع قالب ریزی پلاستیک استفاده می شود. حساسیت ترموکوپل نوع J ، به اندازه ی 55 µV/°Cاست و برای طرح های جدید توصیه می شود. در ترموکوپل نوع J به علت وجود آهن در مکانهایی که امکان اکسیداسیون وجود دارد استفاده نمی شود

(CHROMEL-CONSTANTAN ) ترموکوپل تیپ E

ترموکوپل نوع E با استفاده از فلزات Ni-Cr (کرومل) و Cu-Ni (کنستانتان Constantan) ساخته می شود. محدوده ی عملکرد دمایی آن ، بین −40 °C و +900 °C است. این ترموکوپل با 68 µV/°C بیشترین حساسیت را دارد و می توان از آن در کاربردهای خلاء و مواردی که حسگر در آن حفاظت نشده است ، استفاده کرد.

(COPPE-CONSTANTAN) ترموکوپل تیپ T

ترموکوپل نوع T از مس Cu و آلیاژ نیکل - مس Cu-Ni (کنستانتان Constantan) ساخته می شود. محدوده ی عملکرد دمایی این نوع ترموکوپل ، بین −250 °C و +400 °C است. این ترموکوپل نسبتا ارزان و برای کاربردهای با دمای پایین مناسب است و در برابر رطوبت مقاومت خوبی دارد. حساسیت این ترموکوپل ، 46 µV/°C است.ترموکوپل نوع T در صنعت به دلیل اینکه نسبت به تمام انواع ترموکوپل خطیتر است و رنج درجه حرارت مناسبی دارد و همچنین از حساسیت خوبی برخوردار است در صنعت بیشتر مورد استفاده میگیرد

(NICROSIL-NISIL) ترموکوپل تایپ N

ترموکوپل نوع N از فلزهای Ni-Cr-Si (به نام تجاری نیکروسیل) و Ni-Si-Mg (به نام تجاری نیسیل Nisil) ساخته می شود. محدوده دمائی آن بین−270 °C و +1300 °C است. حساسیت این ترموکوپل ، به اندازۀ 30 µV/°C است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

(PLATINUM/13% RHODIU-PLATINUM ) ترموکوپل تیپ R

(PLATINUM-PLATINUM /10%RHODIUM ) ترموکوپل تیپ S

( PLATINUM/30% RHODIUM-PLATINUM/6% RHODIUM) ترموکوپل تایپ B

ترموکوپل نوع B ، ترموکوپل نوع S و ترموکوپل نوع R که با استفاده از Pt-Rh (پلاتین - رادیوم) با ترکیبات مختلف ساخته می شود.قیمت آنها بالا و حساسیت آن بسیار کم و در حدود 10 µV/°C و محدوده دمایی آن تقریبا +0 °C و +1750 °Cاست. انواع این ترموکوپل ها در اندازه گیری با دمای بالا مثلا در صنعت شیشه و فولاد به کار می رود.

برای مقایسه بین انواع ترموکوپل رنج دمائی انواع ترموکوپل و همچنین تولرانس دمائی ترموکوپل کلاس یک را در جدول زیر ملاحظه فرمائید :

جدول ترموکوپل

 

همچنین استاندارد تولرانس دمائی کلاس دو و برخی استاندارهای رایج رنگ بندی سیمهای انواع ترموکوپل را در جدول ترموکوپل زیر ملاحظه فرمائید :

جدول انواع ترموکوپل

در انتخاب ترموکوپل موارد زیر بایستی مورد توجه قرار گیرد :

  1. رنج دمائی کارکرد ترموکوپل
  2. تیپ ترموکوپل
  3. طول ترموکوپل
  4. جنس غلاف ترموکوپل
  5. امکان داشتن خروجی 4 تا 20 میلی آمپر برای ترموکوپل
  6. دقیق بودن ترموکوپل و کلاس دقت آن
  7. نوع سرامیک به کار برده شده در ترموکوپل