#سنسور پی تی 100

[hararatshop]

دنیای حرارت

دنیای حرارت فروش و مونتاژ المنت، سنسور rtd و ترموکوپل صنعتی

از وبسایت ما دیدن کنید

[hararatshop]

ترموکوپل چیست و ساختار آن چگونه است؟

ترموکوپل چیست و ساختار آن چگونه است؟

ترموکوپل یکی از تجهیزات صنعتی پراستفاده و از جمله وسایل سنسور ترموالکتریکی است که در موارد بسیار مختلفی کاربرد دارند. از ترموکوپل‌ها در دستگاه‌هایی که با سنجش دما یا درجه حرارت سر و کار دارند، به وفور استفاده می‌شود. انواع مختلفی از آن نیز در شکل‌ها و مدل‌های متفاوت تولید می‌شود که می‌توان آن‌ها را در فروشگاه اینترنتی دنیای حرارت پیدا کرد. در این جا ابتدا چیستی و نحوه‌ی کارکرد ترموکوپل و سپس موارد کاربرد و انواع آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

ترموکوپل چیست و ساختار آن چگونه است؟ ترموکوپل‌ها که با نام گرماجفت هم شناخته می‌شوند، نوعی حسگر مورد استفاده برای سنجش دما هستند که اساس کار آن‌ها بر مبنای اثر ترموالکتریکی صورت می‌گیرد. این وسیله با یک ساختار ساده الکتریکی و با کمک پدیده‌های فیزیکی اثبات شده، می‌تواند برای اندازه‌گیری و تشخیص دما به کار رود.

برای ساخت هر یک از آن‌ها، از دو سیم فلزی استفاده شده که از جنس‌های متفاوتی تولید شده‌اند. این دو سیم در یک انتهای ترموکوپل به هم متصل می‌شوند و در یک انتهای دیگر از هم جدا هستند. بدنه آن مجمو‌عه‌ای شامل سیم‌ها، غلاف و ترمینال آن است. شیوه کار ترموکوپل‌ها شبیه به یک مبدل انرژی است، چرا که می‌توانند تغییرات دما در دو انتهای مدار سیمی خود را به تغییر ولتاژ تبدیل کنند.

بنابراین این وسایل نوعی حسگر دمایی هستند که تفاوت درجه حرارت بین دو سمت آن‌ها به صورت جریان الکتریسیته‌ای در سیم‌های آن جاری می‌شود. تفاوت ولتاژ بین دو سمت سیم‌ها را با روش‌های مختلفی می‌توان سنجید و چون این مقدار تابعی از دماست و با آن رابطه دارد، از طریق تفسیر ولتاژ می‌توان به دما رسید.

پس با اتصال ترموکوپل به دستگاه‌هایی مثل مولتی متر، می‌توان دمای مورد نظر را اندازه‌گیری کرد. این محصولات ممکن است به شکل یک سیم معمولی بدون روکش تولید شوند که به آن‌ها ترموکوپل‌های زبانه‌ای نیز گفته می‌شود. در این صورت زمان پاسخ دهی سریع‌تری داشته و قیمت کمتری نیز دارند. همینطور ممکن است داخل یک غلاف یا پروب قرار بگیرند که در این حالت از پراب های متنوعی استفاده می‌شود. معمولا برای پیشگیری از آسیب دیدن این سنسورهای دمایی، یک محفظه فلزی یا سرامیکی برای محافظت از آن در نظر گرفته شود.

یک نکته بسیار مهم در ساخت ترموکوپل‌ها، این است که هنگام جوش دادن یک انتهای دو سیم به همدیگر، نباید ناخالصی یا فلز دیگری در روند جوش دادن به این قسمت متصل شود. چرا که این ناحالصی هر چقدر هم که جزئی باشد، رفتار استاندارد محصول را تغییر داده و نظم قابل پیش بینی آن‌ها بر هم می‌زند. در چنین شرایطی دیگر نمی‌توان بر طبق جدول‌های استاندارد مشخصی که برای اساس کار انواع ترموکوپل وجود دارد، رفتار آن را تعیین و تفسیر کرد.

یک ترموکوپل چطور کار می‌کند؟ هسته عملکرد ترموکوپل‌ها، ناشی از دو سیم با جنس ناهمسان هست که در کنار هم قرار می‌گیرند. یک انتهای هر دو سیم به هم وصل می‌شود و یک انتهای دیگر آن‌ها آزاد است. مبنای کار این وسیله، بر اساس اثر گرما برقی یا ترموالکتریک است. این اثر فرایندی را بیان می‌کند که در آن، اختلاف دما بین دو سر سیم فلزی غیر هم جنس، موجب ایجاد اختلاف ولتاژ و پتانسیل الکتریکی بین دو سر آزاد سیم می‌شود.

در واقع تفاوت دمای بین دو سر سیم که یکی دمای بالاتر و دیگری دمای پایین‌تری دارد، باعث می‌شود سطح انرژی الکترون‌ها تا الک��رون‌ها در آن ماده از بخش گرم‌تر به بخش سردتر حرکت کنند. به این شکل یک جریان الکتریسیته بسیار ضعیف و جزئی در ترموکوپل ایجاد می‌شود. به وسیله اندازه‌گیری این اختلاف ولتاژ که در مدار سیمی ترموکوپل‌ها برقرار است، می‌توان اطلاعاتی راجع به دمای جسم، ماده یا محیط مورد نظر به دست آورد.

در ساختمان ترموکوپل ها، اتصالی که در آن دما یا درجه حرارت سنجیده می‌شود با نام اتصال داغ شناخته می‌شود. سمت دیگر که به نام اتصال سرد هم نامیده می‌شود، قسمت انتهای ترموکوپل را تشکیل داده و به یک وسیله اندازه گیری ولتاژ وصل می‌شود. به روندی که در این وسیله اتفاق می‌افتد علاوه‌بر اثر ترموالکتریک، اثر سیبِک (Seebeck Effect) هم گفته می‌شود. در طی آن اختلاف پتانسیل الکتریکی بین 2 قسمت سرد و گرم محصول سنجیده شده و بر اساس آن براوردی از دما محاسبه می‌شود.

ثابت شده که اثر بین دما و ولتاژ تولید شده رابطه‌ای مستقیم، هرچند غیر خطی است و ترموکوپل‌ها در معرض هر دمایی، اختلاف ولتاژ خاصی را نشان می‌دهند. هرچقدر دمای نقطه اتصال دو سیم بالا رود، ولتاژ تولید و گزارش شده هم بیشتر خواهد بود. بنابراین ترموکوپل یک ابزار خوب برای سنجش دما خواهد بود که می‌تواند دقت و خصوصیات متفاوتی نیز داشته باشد. ولتاژی که از ترموکوپل‌ها خارج می‌شود، بسیار کم و در حد چند میلی ولت (mV) به ازای تغییرات 10 درجه سانتیگرادی در دمای اندازه گیری شده است. ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل را می‌توان بوسیله ترمومتر به دما تبدیل کرد یا برای تقویت آن، از آمپلی فایر استفاده می‌شود.

کاربرد ترموکوپل‌ها ترموکوپل‌ها مدت هاست که به عنوان یک روش خوب در سنجش دما محسوب شده و در صنایع از آن‌ها در کاربردهای متنوع زیادی استفاده می‌شود. هرجا که نیاز به سنجش و اندازه گیری دما، به خصوص دماهای بسیار بالا یا پایین باشد، و یا هرجا که از وسیله حرارتی یا لوازم گرمازا استفاده شود، می‌توان از ترموکوپل نیز استفاده کرد. از کاربردهای متداول این تجهیزات در صنعت می‌توان به اندازه گیری دمای کوره‌های برقی و حرارتی یا دمای دودکش اشاره کرد. یک کاربرد دیگر، سنجش دمای سیستم‌های ساخت دارو و مواد غذایی است.

از ترموکوپل‌ها می‌توان در سیستم قطع‌کن خودکار گاز تجهیزات گازسوزی مثل اجاق گاز و شومینه هم استفاده کرد. به طوری که اگر شعله آن‌ها به هر دلیلی مانند وزش باد خاموش شود، ترموکوپل می‌تواند برای اندازه گیری دما و سپس قطع خودکار جریان گاز استفاده شود. از تجهیزات دارای ترموکوپل‌ها در فرایندهای مختلف کاربردی در صنعت نفت، پالایش و پتروشیمی هم استفاده می‌شود. هرجا که نیاز است از یک معیار اندازه گیری دما که طیف گسترده‌ای از دماها را پوشش می‌دهد استفاده شود، می‌توان رد پای ترموکوپل را پیدا کرد.

ORIGINALLY FOUND ON- Source: دنیای حرارت(https://hararatshop.com/industrial-thermocouple/)