ترموکوپل چیست؟ (راهنمای جامع و کامل)

ترموکوپل وسیله ای است که برای اندازه گیری دما از طریق تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دو فلز مختلف تشکیل شده است که در یک انتها به هم متصل شده و یک اتصال را تشکیل می‌دهند. زمانی که محل اتصال گرم یا سرد می‌شود، ولتاژی تولید خواهد شد که می‌توان آن را اندازه گیری و برای تعیین دما از آن استفاده کرد.کاربرد ترموکوپل چیست؟ترموکوپل‌ها به طور گسترده در کاربردهای صنعتی و علمی مانند کوره‌ها و سایر فرآیندهای با دمای بالا استفاده می‌شوند. آنها همچنین در تجهیزات پزشکی، موتورهای خودرو و سایر کاربردها که در آن اندازه گیری دما دقیق مورد نیاز است استفاده می‌شود.ترموکوپل چگونه کار می کند؟ترموکوپل ها با بهره برداری از اثر Seebeck کار می‌کنند که بیان می‌کند وقتی دو نوع فلز مختلف در یک انتها به هم متصل می‌شوند و در انتهای دیگر گرم یا سرد می‌شوند، اختلاف پتانسیل الکتریکی بین آنها ایجاد می‌شود. سپس می‌توان این اختلاف پتانسیل را با استفاده از ابزار مناسب مانند ولت متر یا دماسنج اندازه گیری کرد. مقدار ولتاژ تولید شده به نوع فلزات مورد استفاده و دمای نسبی آنها بستگی دارد.بیشتر بدانید: اثر Seebeck پدیده‌ای است که در آن اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولتاژ) بین دو نوع فلز مختلف هنگامی که در دو نقطه مختلف به هم متصل می‌شوند ایجاد می‌شود و اختلاف دما بین دو نقطه وجود دارد. این اثر به عنوان اثر ترموالکتریک نیز شناخته می شود. اثر سیبک در ترموکوپل‌ها برای اندازه گیری دما استفاده می‌شود و می‌توان از آن برای تولید برق از گرما استفاده کرد.رایج ترین نوع ترموکوپل هارایج‌ترین نوع ترموکوپل از دو فلز غیر مشابه مانند آهن و مس یا نیکل و کروم ساخته می‌شود. این فلزات در یک انتها به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک اتصال ایجاد کنند که سپس در انتهای دیگر گرم یا سرد می‌شود. همانطور که این اتفاق می‌افتد، یک ولتاژ تولید می‌شود که می‌تواند با استفاده از ابزار مناسب اندازه گیری شود. ولتاژ تولید شده متناسب با اختلاف دما بین دو سر ترموکوپل است.مزایای استفاده از ترموکوپل هاترموکوپل‌ها به دلیل دقت بالا، قابلیت اطمینان، هزینه کم و دامنه وسیع دمای کاری (از -200 درجه سانتیگراد تا +1300 درجه سانتیگراد) بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین نصب و نگهداری آنها در مقایسه با سایر دستگاه‌های اندازه گیری دما مانند RTD ها نسبتا آسان است.علاوه بر این، آنها را می‌توان در محیط‌های خطرناک که تماس با سطوح داغ ممکن است برای پرسنل ممکن نباشد استفاده کرد.انواع ترموکوپلهمانطور که گفته شد، ترموکوپل‌ها نوعی سنسور دما هستند که برای اندازه گیری دمای یک محیط معین استفاده می‌شوند. ترموکوپل‌ها انواع مختلفی دارند که هر کدام خواص و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند و شما می‌توانید متناسب با نیاز خود نسبت به خرید ترموکوپل اقدام کنید.رایج‌ترین نوع ترموکوپل، ترموکوپل نوع K است. انواع دیگر عبارتند از:نوع J (آهن-کنستانتان)نوع T (مس-کنستانتان)نوع E (کرومل-کنستانتان)نوع N (نیکروسیل-نیسیل)نوع R/S (پلاتین-رودیوم)هر نوع بسته به کاربرد مزایا و معایب خاص خود را دارد. انواع ترموکوپل ها و کاربرد آنها در ادامه بیان شده است:ترموکوپل نوع Kاین نوع ترموکوپل از کرومل (آلیاژ نیکل و کروم) و آلومل (آلیاژ نیکل، منگنز، آلومینیوم و سیلیکون) تشکیل شده است. این نوع به دلیل دقت بالا در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ویژگی های ترموکوپل نوع کا عبارت است از:به دلیل دقت بالا در طیف وسیعی از دماها اغلب در کاربردهای فرآوری مواد غذایی استفاده می‌شوند. آنها همچنین معمولاً در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه‌های MRI استفاده می‌شوند.نسبت به انواع دیگر در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند.ترموکوپل نوع Tترموکوپل‌های نوع T برای اندازه گیری دماهای پایین تر تا 200- درجه سانتی گراد (328- درجه فارنهایت) ایده آل هستند. حساسیت بالاتری نسبت به انواع دیگر دارند.اما اگر برای مدت طولانی در معرض هوا قرار گیرند، می‌توانند تحت تأثیر اکسیداسیون قرار گیرند.ترموکوپل نوع E ترموکوپل‌های نوع E دارای محدوده وسیعی از 50- درجه سانتیگراد (58- درجه فارنهایت) تا 900 درجه سانتیگراد (1652 درجه فارنهایت) هستند اما دقت کمتری نسبت به انواع دیگر دارند.ترموکوپل تایپ Nترموکوپل‌های نوع N بازه وسیع تری از 270- درجه سانتیگراد (454- درجه فارنهایت) تا 1300 درجه سانتیگراد (2372 درجه فارنهایت) دارند. آنها همچنین نسبت به انواع دیگر در برابر اکسیداسیون مقاوم‌تر هستند، اما دقت کمتری نسبت به انواع K یا J دارند.در نهایت، ترموکوپل‌های نوع R/S وسیع‌ترین دامنه را از -50 درجه سانتی‌گراد (-58 درجه فارنهایت) تا 1760 درجه سانتی‌گراد (3200 درجه) دارند. و) با این حال، آنها به دلیل محتوای پلاتین خود به محافظت ویژه در برابر خوردگی نیاز دارند.ترموکوپل تایپ Jترموکوپل‌های نوع J اغلب برای اندازه گیری دماهای بالاتر تا 760 درجه سانتی گراد (1400 درجه فارنهایت) استفاده می‌شوند. همچنین نسبت به انواع دیگر در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند.موارد استفاده از ترموکوپلاز مهم‌ترین موارد استفاده از ترموکوپل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:ترموکوپل‌ها در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، هوافضا، پزشکی و صنایع غذایی استفاده می‌شوند. در خودروسازی، از آنها برای اندازه گیری دمای موتور و دمای گازهای خروجی استفاده می‌شود.در کاربردهای هوافضا، از آنها برای اندازه گیری سرعت هوا و جریان سوخت استفاده می‌شود.در کاربردهای پزشکی، از آنها برای اندازه گیری دمای بدن و نظارت بر سلامت بیمار استفاده می‌شود.در کاربردهای فرآوری مواد غذایی نیز، اندازه گیری دمای پخت و پز و اطمینان از ایمنی مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.ترموکوپل‌ها را می‌توان در محصولات مصرفی روزمره مانند اجاق گاز و کباب پز نیز یافت. آنها به تنظیم دمای این وسایل کمک می‌کنند تا غذا به درستی پخته شود. آنها همچنین می‌توانند در آبگرمکن‌ها و سیستم‌های HVAC برای اطمینان از عملکرد صحیح این سیستم‌ها یافت شوند.به طور کلی، ترموکوپل‌ها روشی دقیق و قابل اعتماد برای اندازه گیری دما در کاربردهای مختلف از فرآیندهای صنعتی گرفته تا محصولات مصرفی ارائه می‌دهند. طیف وسیعی از دمای عملیاتی و زمان‌های پاسخ سریع آن‌ها را به انتخابی ایده‌آل برای بسیاری از انواع مختلف اندازه‌گیری‌ها تبدیل می‌کند که در آن دقت بسیار مهم است.