ترموکوپل

ترموکوپل چیست ؟ ترموکوپل سنسوری برای سنجش حرارت است. این سنسور از دو سیم فلزی ناهمنام تشکیل شده که در انتها به هم متصل شده و به یک ترمومتر ترموکوپل یا دیگر دستگاه هایی که از ترموکوپل پشتیبانی می کنند وصل شده اند. وقتی قسمت اتصالی دو سیم سر یا گرم شوند تولید ولتاژ می کنند و از این ولتاژ تولید شده می توان به دمای کنونی محیط مورد استفاده رسید.

ترموکوپل ها اگر به درستی نصب و راه اندازی شوند می توانند در رنج دمایی گسترده ای فعالیت کنند. این رنج دمایی (که به صورت حدودی می توان -۲۵۰ تا +۱۸۰۰ را شامل شود) در کنار موارد دیگری همچون دقت اندازه گیری و خاصیت های ضد خورندگی، ضد اسیدی، ضد انفجار و … دلیل اصلی استفاده ترموکوپل در صنایع مختلف است.

برای راحتی سفارش می توانید فرم زیر را دانلود کرده و پر کنید:

راهنمای سفارش سنسور دما

توجه: برای خرید ترموکوپل های مارک بخصوص به لینک های زیر مراجعه فرمایید:

تیپ های ترموکوپل

ترموکوپلها بر اساس نوع دو فلزی که در آنها استفاده شده و همچنین کالیبراسیون آنها به تیپ های مختلفی تقسیم می شوند.

ترموکوپل های آلیاژ نیکل

ترموکوپل تیپ J:

ترموکوپل تیپ J از فلز آهن Fe و آلیژهای مس – نیکل Cu-Niتشکیل می شود. رنج دمایی این ترموکوپل متوسط بوده و بین -۱۸۰  و +۷۵۰ سانتیگراد است. حساسیت  این تیپ، ۵۵  µV/°C است. تیپ J ترموکوپل پر کاربردی است که رنج دمایی مطلوبی داشته و در کنار آن قیمت مناسبی هم دارد.

ترموکوپل تیپ K:

این تیپ ترموکوپل از دو فلز ناهمنام نیکل (Ni-Cr) و کروم(Ni-Al)  تشکیل میشود. محدوده دمایی ترموکوپل تیپ K بسیار مناسب بوده و بین -۲۰۰ تا +۱۳۵۰ سانتیگراد است. این ترموکوپل خاصیت ضد اکسیدی داشته و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. تیپ K از پراستفاده ترین تیپ های ترموکوپل هاست و در بیشتر صنعت ها مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از دلایل آن رنج دمایی گسترده ای است که این ترموکوپل در آن کار می کند و از دلایل دیگر می توان به دقت بالای این ترموکوپل و همچنین قابل اعتماد بودن آن اشاره کرد. برای اطلاعات بیشتر می توانید به صفحه خرید ترموکوپل تیپ K مرجعه فرمایید.

ترموکوپل تیپ E:

تیپ E از دو فلز NI-Cr و یا Cu-Ni معمولا درست می شود . رنج دمایی این ترموکوپل -۴۰ تا +۹۰۰ سانتیگراد میباشد. این نوع از ترموکوپل ها دارای حساسیت بالا هستند و کاربرد آن در موقعیت هایی است که حسگر آن محافظت نشده است ترموکوپل تیپ E به دلیل حساسیت بالا در ضمینه هایی که احتیاج به سیگنال قوی وجود دارد کاربرد بیشتری دارد. این ترموکوپل در برابر تیپ های معمول دیگر پایدارتر است.

ترموکوپل تیپ T:

این دسته از ترموکوپل ها معمولا از مس و آلیاژ مس و نیک (Cu-Ni) درست شده اند. گستره دمایی آن -۲۵۰ تا +۴۰۰ است . از آنجا که رنج دمایی اش بدین صورت می باشد ، پیشنهاد میشود در دماهای پایین از این محصول استفاده شود. ترموکوپل تیپ T در برابر رطوبت مقاومت بسیار خوبی دارد و رنج حرارتی آن برای دماهای پایین بسیار مناسب است. نکته قابل ذکر دیگر پایداری بسیار بالای این ترموکوپل است.

ترموکوپل تیپ N:

ترموکوپل نوع N از فلزهای Ni-Cr-Si به نام تجاری نیکروسیل و Ni-Si-Mg به نام نیسیل Nisil ساخته می شود. محدوده دمائی آن بین−۲۷۰  و +۱۳۰۰ سانتیگراد است. حساسیت این نوع از ترموکوپلها ، به اندازۀ ۳۰ µV/°C است و برخلاف تیپ تی ،  معمولا در دماهای بالا استفاده می شود . این ترموکوپل از نظر کارایی شباهت هایی به تیپ K دارد ولی از آن گرانتر است. اما بادوامتر بوده و همچنین در دماهای بالا پایدارتر است.

ترموکوپل های آلیاژ پلاتین و رودیوم

تیپ S – تیپ R  – تیپ B : هرسه تیپ بالا با مقادیر متفاوتی از آلیاژهای پلاتین و رودیوم تشکیل می شوند. محدوده دمائی هر سه تیپ در حدود ۰ تا +۱۷۵۰  است. این مدل ها نسبت به تیپ های دیگر از حساسیت کمی برخوردار هستند و به نسبت دیگر تیپ ها گرانتر نیز هستند اما به دلیل کارایی در دماهای بسیار بالا در بعضی صنایع (مثلا صنایع دارویی) کاربرد دارند.

ترموکوپل ها تنگستن و رنیوم

تیپ C  – تیپ D – تیپ G : ترموکوپل تیپ C به صورت معمول در دماهای بالا مورد استفاده قرار میگیرد. این تیپ با اینکده در برابر اکسیده شدن مقاومت بسیار کمی دارد در دماهای پایین (دمای اتاق) به نسبت دیگر تیپ های تنگستن و رنیوم کمتر شکننده است.

ترموکوپل های فلکسی بل

دارای تعداد دو یا بیشتر سیم ترموکوپل هستند که در داخل یک غلاف فلزی عایق قرار دارند . این محصولات دارای انعطاف بالا هستند و طول عمرشان هم بسیار زیاد است. حجم آنها هم نسبت به دیگر محصولات مشابه ، کمتر می باشد. معمولا با شرایط متفاوت محیطی سازگارند و در مقابل تغییرات دما پاسخی بسیار سریع می دهند. نکته دیگر آنکه دامنه حرارتیشان بین دویست تا هزار و دویست درجه سانتی گراد است و در  طول ها و اندازه های مختلف تولید می گردند.

غلاف ترموکوپل

ترموکوپل‌ها از نظر اینکه چه نوع غلافی در انها به کار رفته ، ممکن است کاربرد های متفاوتی داشته باشند. معمولا غلاف ها را از سه نوع سیمی ، سرامیکی و در نهایت فلزی می سازند.  غلاف های سیمی در نوع ترموکوپل های تیپ K و J  دیده می شوند و دیگر انواع آن همچون تیپ R و تیپ S در آنها غلاف های سیمی وجود ندارد دلیل این امر هم آن است که معمولا غلاف های سیمی در  دماهای پایینتر کاربرد دارند. در رابطه با انواع دیگر غلاف ها باید گفت که ، تمامی تیپ های ترموکوپل دارای دو غلاف دیگر هستند.

نکته متمایز کننده در انواع غلاف ها، به این صورت است که معولا غلاف های فلزی را در دماهای کم و بیش بالا استفاده میکنند. حال آنکه غلاف های سرامیکی در دماهای بسیار زیاد همچون کوره های صنعتی و مانند اینها، کاربرد دارند.

غلاف های ترموکوپل به موارد زیر تقسیم می شوند:

استیل

استیل ۳۰۴ : این استیل پر کاربردترین آلیاژ استیل است. به دلیل قیمت مناسب و همچنین مقاومت در برابر دما و خورندگی نسبی. (رنج دمایی : ۷۰۰درجه کوره ۱۰۰۰درجه ترموکوپل)
استیل ۳۰۹ : این استیل کاربر کمتری دارد و در ترموکوپل و کوره دمای ۸۵۰ مورد استفاده قرار میگیرد.
استیل ۳۱۰ یا استیل ۴۸۴۱: این استیل به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر خورندگی و بخصوص خورندگی سیمان در صنایع سیمان کاربرد زیادی دارد. (رنج دمایی بالا: ۱۲۰۰درجه کوره و ترموکوپل)

سوپرآلیاژها

با ترکیب فلزاتی از خانواده نیکل ساخته می شود. ویژگی های متمایز کننده اش هم شامل مواردی از قبیل بالا بودن مقاومت در برابر خورندگی و سایش است و نیز در دماهای بالا قابل استفاده میباشد.

اینکونل ۴۰۰ : ۱۶۰۰درجه
اینکونل ۶۰۰: ۱۷۰۰ درجه
اینکونل ۶۵۰: ۱۸۰۰درجه
اینکونل ۸۰۰: ۱۸۵۰درجه

سیلیکون کارباید

غلاف های جنس سیلیکون کارباید در برابر حرارت و خورندگی ناشی از ذوب فلزاتی مانند روی مقاومت خوببی دارن.

تفلون

غلاف های تفلونی به صورت کامل در برابر هرگونه اسید مقاوم هستند اما مقوامت آنها در برابر دما پایین بوده و ۲۰۰ درجه است.

تیتانیوم

غلاف های تیتانیوم مقاومت بالایی در برابر اسید و نمک دارند. مقاومت آنها در برابر دما نیز مطلوب بوده و در حدود ۸۰۰ درجه است.

اتصالات مغزی ترموکوپل

پیش تر در رابطه با جنس غلاف های ترموکوپل صحبت شد. حال می پردازیم به مدل های متفاوت آنها. مدل های غلاف ها را به سه دسته تقسیم می کنند. غلاف لوله ای سر باز، غلاف سرامیکی ته بسته و دسته آخر، غلاف اتصال به بدنه. هر کدام از این مدل ها را شرایط محیطی خاصی عملکرد بهتری دارند. در واقع می توان گفت که برای بازدهی بهتر از ترموکوپل ها، بهتر است ابتدا شرایط محیطی مخصوص هر دسته را بدانیم.