به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ ترموکوپل یک ابزاری عالی برای صنایع مختلف است که با قدرت تبدیل گرما به ولتاژ، به طور چشمگیری در اندازه‌گیری دما دما اثرگذار است. این حسگرهای کوچک در دماهای مختلف، ولتاژهای متغیر تولید می‌کنند. امروزه ترموکوپل‌ها با کارآیی بالا و استفاده راحت در شرایط صنعتی، به عنوان همراهان ارزشمند در کنترل دما و نظارت بر فرآیندهای گرمایی، جایگاه خود را پیدا کرده‌اند. در ادامه این مقاله با ما همراه شوید تا ترموکوپل‌ها را بیشتر بشناسیم و برای خرید آنها انتخاب بهتری داشته باشیم.
ترموکوپل چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟
ترموکوپل یک نوع حسگر حرارتی است که بر اساس اصل افت ولتاژ در انتقال گرما عمل می‌کند. این حسگر از دو مواد مختلف به نام‌های ترموپیل و کابل ترموئلکتریک تشکیل شده است. زمانی که ترموکوپل در تماس با منطقه‌ای با دمای متغیر قرار می‌گیرد، اختلاف دما باعث تولید ولتاژ در دو سر ترموکوپل می‌شود.
اصل کار ترموکوپل بر اساس اثر سیبک به شکل معکوس است، به این معنا که تغییر دما باعث تغییر ولتاژ تولیدی توسط ترموکوپل می‌شود. این ولتاژ تولیدی سپس به دستگاه اندازه‌گیری یا کنترل دما ارسال می‌شود تا دمای محیط یا سیستم را اندازه‌گیری و کنترل کند.
ترموکوپل‌ها به دلیل دقت بالا، پایداری در دماهای بسیار بالا یا پایین و قابلیت استفاده در شرایط صنعتی مختلف، در اندازه‌گیری دقیق دما در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها از پایین‌ترین دامنه دمایی مثلاً منفی ۲۰۰ تا دماهای بالا مثلاً ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد را بسته به نوع ساختاری که دارند، پوشش می‌دهند. به همین دلیل، در بسیاری از صنایع از جمله فلزات، پتروشیمی، غذا و داروسازی، پزشکی و غیره به کار می‌روند.
انواع ترموکوپل‌های مورد استفاده در صنایع گوناگون
ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی بر اساس مواد مورد استفاده برای ترموپیل و کابل ترموئلکتریک تقسیم می‌شوند. در زیر، چند نوع معروف از ترموکوپل‌ها آورده شده است:
1. ترموکوپل نوع K (کرومل-آلومل)
برای ساخت ترموکوپل نوع K از کرومیم و آلومینیم خاصی به نام کرومل و آلومل استفاده می‌شود. دارای دامنه دمایی وسیع از حدود -200 درجه سانتیگراد تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد است و در برابر خوردگی و اکسیداسیون بسیار مقاوم است. به همین دلیل، در شرایط سخت صنعتی کاربرد فراوانی دارد.
2. ترموکوپل نوع J (آهن-کنستانتین)
این ترموکوپل از آهن و کنستانتین (آلیاژ مس و نیکل) تشکیل شده است. دارای دامنه دمایی حدود -40 درجه سانتیگراد تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد است. این نوع ترموکوپل به دلیل حساسیت بالا و هزینه مقرون به صرفه، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد ولی هنگام خرید ترموکوپل از این نوع، باید توجه داشته باشید که دمای مورد نظر شما را پوشش دهد.
3. ترموکوپل نوع T (مس-کنستانتین)
این سنسور دما صنعتی از مس و کنستانتین تشکیل شده است. دامنه دمایی حدود -200 درجه سانتیگراد تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد است و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا در اندازه‌گیری دما دارند، مناسب است.
4. ترموکوپل نوع E (کرومل-کنستانتین)
این سنسور از کرومل و کنستانتین تشکیل شده است. دارای دامنه دمایی حدود -270 درجه سانتیگراد تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد است که به دلیل حساسیت بالا به تغییرات دما و استفاده در برخی از کاربردهای دقیق مورد توجه قرار گرفته است.
هر یک از این انواع ترموکوپل‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و بر اساس نیازهای مد نظر باید انتخاب شوند. خرید ترموکوپل مناسب به دامنه دمایی مورد نظر، دقت مورد نیاز و شرایط محیطی بستگی دارد. اگر نمی‌دانید دقیقاً چه نوع ترموکوپلی برای شرایط کاری شما مورد نیاز است، می‌توانید با کارشناسان مجرب ما در شرکت دانش بنیان پایاسنس در ارتباط باشید.
نکات مهم برای انتخاب یک ترموکوپل مناسب
انتخاب ترموکوپل مناسب برای یک برنامه خاص نیاز به درنظر گرفتن چند نکته اساسی دارد. در زیر، نکات مهم برای انتخاب یک ترموکوپل خوب برای شرایط کاری خاص را توضیح می‌دهیم:
1. دامنه دمایی
ابتدا باید محدوده دمایی کاربردی را مشخص کنید. هر ترموکوپل دارای دامنه دمایی خاصی است و باید از ترموکوپلی که دامنه دمایی آن با دمای کاربردی هماهنگ است، استفاده کنید.
2. دقت مورد نیاز
در برخی از کاربردها نیاز به دقت بالا در اندازه‌گیری دما وجود دارد. ترموکوپل‌ها دارای دقت‌های مختلف هستند و باید ترموکوپلی با دقت مناسب برای نیازهای خود را انتخاب کنید.
3. محیط شغلی
شرایط محیطی مهمی مانند وجود اسیدها، بازها، رطوبت یا شرایط خاص دیگر نیز باید در نظر گرفته شود. تعدادی از ترموکوپل‌ها مقاومت خوبی در برابر شرایط محیطی خاص دارند و برخی از آنها نیز مقاومت چندانی در این شرایط نخواهند داشت.
4. زمان پاسخ به تغییرات دمایی
برخی از برنامه‌های صنعتی نیاز به پاسخ سریع به تغییرات دما دارند. در این صورت، باید ترموکوپل با زمان پاسخ کوتاه‌تر انتخاب شود.
5. قیمت ترموکوپل
هر نوع ترموکوپل بسته به ساختار، کارایی، میزان مقاومت، جنس مواد اولیه و... قیمت مخصوص به خود را دارد. باید هزینه ترموکوپل با نیازهای دقت و کاربرد مقایسه شود.
6. سازگاری با سیستم خواندن
باید اطمینان حاصل شود که ترموکوپل انتخابی با سیستم خواندن دما یا دستگاه کنترل مورد نظر سازگاری دارد.
7. استانداردها و مقررات
اگر در صنایع خاصی فعالیت می‌کنید، باید اطمینان حاصل کنید که ترموکوپل انتخابی با استانداردها و مقررات مربوطه سازگار است.
با در نظر گرفتن این نکات، می‌توانید ترموکوپل مناسبی را برای نیازهای خاص خود انتخاب کرده و با دقت بیشتری به اندازه‌گیری و کنترل دما بپردازید.
نتیجه گیری
انواع ترموکوپل به عنوان حسگرهای حرارتی با دقت بالا و دامنه دمایی گسترده، در صنایع مختلف از جمله فلزات، پتروشیمی، غذا و داروسازی، پزشکی و سایر حوزه‌ها با موفقیت استفاده می‌شوند. این حسگرها با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد هر نوع، از جمله دقت، دمای قابل پوشش و مقاومت در محیط‌های خاص، به اندازه‌گیری دقیق و کنترل دما در شرایط مختلف کمک کرده و نقش بسیار مهمی در بهبود عملکرد فرآیندها و کیفیت محصولات ایفا می‌کنند. استفاده از ترموکوپل‌ها در صنایع مختلف نه تنها به بهبود عملکرد فنی و صنعتی منجر می‌شود، بلکه به صرفه‌جویی در هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری نیز کمک می‌کند.
