راه های جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل

انتخاب ترموکوپل مناسب برای اندازه گیری دقیق دما می تواند کاری نسبتا سخت باشد. شما نه تنها باید مدل ترموکوپل را مشخص کنید؛ بلکه باید محدوده کاری ترموکوپل، دقت کالیبراسیون و نوع عایق ترموکوپل را نیز در نظر بگیرید. بعد از انتخاب ترموکوپل و استفاده از آن شاید متوجه شوید که وسیله اندازه گیری شما نویز دارد. نویز یک مشکل رایج در ترموکوپل ها است. برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در ادامه مقاله با ما همراه باشید. ما در این مقاله هر آنچه را که لازم است از ترموکوپل ها بدانید توضیح داده ایم تا برای خرید ترموکوپل آمادگی کامل را داشته باشید.

دلایل نویز ترموکوپل و راه های رفع آن

• حالت Common

مشکل: پتانسیل مختلف زمین در مکان های مختلف کارخانه باعث می شود که ترموکوپل در حالت Common نویز داشته باشد. در این حالت معمولا یک جریان بین دو پایه ترموکوپل ایجاد می شود که موجب ارسال سیگنال اضافی و تولید نویز می شود.

راه حل: استفاده از دستگاه گیرنده ای که دقت بالایی داشته باشد می تواند این نوع تداخل رایج را معمولا کنترل کند.

مشکل: برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل حتی اگر از یک گیرنده با کیفیت بالا استفاده کردید ولی نتیجه ای دریافت نکردید، باید به مدار های کابل گسترش ترموکوپل شک کنید. اکثر ترموکوپل هایی که امروزه استفاده می شوند از نوع ارتودی هستند؛ یعنی به صورت زوج فیزیکی و الکتریکی به یک قسمت متصل می شوند. زمانی که یک محافظ مدار ترموکوپل مانند جسم فلزی یا هر چیزی به آن نزدیک می شود، جریانی در سیم به وجود می آید و باعث ایجاد نویز در ترموکوپل می شود.

راه حل: برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در این حالت بهتر است که از اتصال زمین برای محافظ مدار استفاده کنید. اتصال زمین می تواند مشکلات نویز را در حالت Common از ترموکوپل حذف کند. کابل های چند جفتی که به همراه ترموکوپل استفاده می شوند معمولا باید محافظ داشته باشند. اما اگر این گونه نبود، شما می توانید برای حذف نویز آن از اتصال زمین استفاده کنید.

• حالت Cross talk

مشکل: در حالت Cross talk نویز معمولا به دلیل سیگنال های ابزار های AC تولید می شود؛ به ویژه سیگنال های نوع پالسی که در یک کابل حمل می شوند. این سیگنال ها موجب تولید نویز می شوند.

راه حل: برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل که به صورت متقاطع تولید می شود باید با استفاده از کابل هایی که با محافظ های جفت که به صورت ایزوله جدا شده اند از بین برود. محافظ جفت در برابر نویز دریافتی از جفت های مجاور مقاومت می کند و همین باعث می شود که نویز تولید شده توسط ترموکوپل از بین برود.

• حالت Static

مشکل: تداخل استاتیکی ناشی از میدان الکتریکی تابش باعث شده است که یک منبع ولتاژ که به صورتی خازنی در مدار ترموکوپل است، دچار اختلال و تولید نویز شود.

راه حل: بهترین راه برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در حالت استاتیک، قرار دادن مدار در داخل یک پوشش محافظتی است که جفت سیم را از نفوذ بیرونی جدا می کند. این لایه محافظتی تداخل استاتیک را قطع می کند و با به اتصال زمین نویز را به زمین می برد. به همین دلیل است که برای کاهش نویز حتما باید از لایه اتصال زمین استفاده کند. لایه ای که از اتصال زمینی استفاده نمی کند، نمی تواند تاثیری در کاهش نویز تولید شده توسط ترموکوپل داشته باشد.

• حالت مغناطیسی

مشکل: جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در حالت مغناطیسی کمی راحت تر است. در این حالت نویز به دلیل جریان های هایی که از هادی ها و قطعات تجهیزات الکترونیکی مانند موتور ها و ژنراتور ها و خیلی از وسایل دیگر می گذرد، تولید می شود. در این زمان با عبور جریان از تجهیزات، در اطراف هادی میدان مغناطیسی ایجاد می شود. اگر این میدان از فضای بین هادی ها در مدار عبور کند، جریانی در مدار ایجاد می شود که باعث ایجاد مخالفت با میدان مغناطیسی می شود. ( عمل ترانسفورماتور )

این جریان باعث تولید نویز بر روی سیگنال ترموکوپل می شود.

راه حل: همان طور که گفتیم جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در حالت مغناطیسی ساده است. برای این کار کافی است که سیم را به دور مدار بپیچانید. هر چه سیم را بیشتر بپیچانید، نویز کمتر می شود؛ زیرا پیچیدن سیم باعث می شود که نویز در بخش های مجاور سیم کم شود. این راه بسیار کم هزینه و ساده است و اثر بخشی بسیار زیادی برای جلوگیری از تولید نویز مغناطیسی دارد.

نکات مهم در نصب ترموکوپل

برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل بهتر است که در نصب آن به نکات مختلفی توجه کنید. برای مثال نکات زیر برخی از مهم ترین کار هایی هستند که در هنگام نصب باید به آن ها توجه کنید:

• مسیریابی کابل های ابزار را به دور از منابع نویز مانند کابل های برق، موتور ها، ژنراتور ها و هر گونه تجهیزاتی که قوس الکتریکی تولید می کنند انجام دهید. سعی کنید کابل را در مکانی نصب کنید تا احتمال دریافت نویز تا حد امکان کاهش یابد.
• استفاده از محافظ های مدار انتقال می تواند باعث کاهش دریافت سیگنال از مدار های ابزار های مجاور شود که می تواند در کاهش تولید نویز نقش موثری داشته باشد.
• پیچاندن کابل ها می تواند تا حد زیادی از تولید نویز توسط عوامل مغناطیسی جلوگیری کند.
• جداسازی مدار های ترموکوپل از منابع نویز می تواند مشکل تولید نویز ترموکوپل را به حد قابل توجهی کاهش دهد؛ زیرا تولید نویز در اثر عوامل استاتیکی و مغناطیسی با افزایش فاصله از منبع نویز از بین می روند.

نتیجه گیری

ترموکوپل یکی از وسایلی است که برای اندازه گیری دما در آزمایشگاه ها و صنایع مختلف به کار گرفته می شود. این وسیله کاربرد های بسیار زیادی دارد. اما درست مانند دیگر دستگاه ها ممکن است که با مشکل مواجه شود. یکی از رایج ترین مشکلاتی که برای ترموکوپل اتفاق می افتد، مشکل تولید نویز است. به همین دلیل برای جلوگیری و رفع مشکل نویز ترموکوپل در این مقاله درمورد راه هایی که به کمک آن می توانید نویز را از بین ببرید توضیح دادیم.