موضوعات
  • آموزش
  • CTC
  • IFM
  • Nuovafima
  • SCHNEIDER
  • SMC
  • مقاله
  • Linde
  • پیوندها
    برچسب ها

    ترموکوپل‌ها حسگرهای حرارتی ساده‌ای هستند که از دو فلز غیر هم جنس که به هم متصل شده‌اند به وجود آمده‌اند. در سال 1821 یک فیزیکدان آلمانی به نام توماس سیبک کشف کرد که اگر دو اتصال در دماهای مختلفی قرار گیرند ولتاژ ترموالکتریک تولید می‌شود و شار جریانی در مدار بسته دو فلز غیر هم جنس جاری می‌گردد.

    جریان تولید شده در حلقه بسته، بستگی به نوع فلزهای مورد استفاده و تفاضل دمای بین اتصاالت سرد و گرم دارد.

    اگر دما در هر دو اتصال یکسان باشد، ولتاژهای تولید شده یکدیگر را خنثی می‌کنند و جریان در مدار برقرار نمی‌شود. بنابراین یک ترموکوپل به جای دمای مطلق، تفاضل دمای بین دو اتصال را اندازه‌گیری می‌کند.

    برای اندازه‌گیری دما، باید یک ابزار اندازه‌گیری ولتاژ را وارد این حلقه کنیم تا بتوانیم اثر ترموالکتریک را اندازه بگیریم. شکل ساختاری را نشان می‌دهد که ابزار اندازه‌‌گیری توسط یک جفت سیم مسی و با استفاده از یک مجموعه ترمینال به ترموکوپل وصل می‌شود.

    • ترموکوپل‌ها، ولتاژی تولید می کنند که برابر تفاضل دما بین نقطه اتصال گرم و سرد یا مرجع است. اگر بخواهیم دمای مطلق اتصال گرم را بدانیم ابتدا باید دمای مطلق اتصال مرجع را داشته باشیم. اگر اتصال مرجع مشخص، کنترل شده و پایدار باشد مشکلی وجود نخواهد داشت اما اگر دمای اتصال مرجع نامشخص باشد می‌توان از یکی از روش‌های زیر برای یافتن دمای مطلق اتصال گرم استفاده کرد.
    1. اندازه‌گیری دقیق دمای اتصال مرجع و استفاده از این دما جهت محاسبه دمای اتصال گرم. ساده‌ترین روش اندازه‌گیری دمای اتصال مرجع، استفاده از ترمیستورها یا حسگر دمایی نیمه هادی است. سپس باید دمای اتصال مرجع را به دمای اندازه‌گیری شده توسط ترموکوپل اضافه کرد. این روش نتایج دقیق ارایه می‌کند و هزینه انجام آن به طور کلی پایین است.
    2. قرار دادن اتصال مرجع در یک محیط کنترل شده حرارتی که دمای آن به طور دقیق مشخص است. به عنوان مثال با توجه به شکل می‌توان از یک حمام یخ برای نگه داشتن اتصال مرجع در دمای یخ استفاده کرد. توجه کنید که در اینجا اتصال مرجع با وارد کردن فلز A به داخل سیستم اندازه‌گیری از مجموعه ترمینال جدا کرد. جبران سازی توسط حمام یخ، نتایج بسیار دقیقی ارایه می‌دهد ولی در صنعت به کار نمی‌رود.
    3. از آی سی های جبران ساز اتصال سرد مانند LT1025 استفاده شود. این آی سی ها دارای حسگرهای دمای داخلی هستند که دمای اتصال مرجع را که در محیط قرار می‌گیرد تشخیص و سپس ولتاژی متناسب با ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپلی که اتصال گرم آن در محیط و اتصال سرد آن در دمای صفر درجه سانتیگراد است تولید می‌کنند. این ولتاژ به ولتاژ ترموکوپل اضافه شده و مانند این است که اتصال مرجع در صفر درجه سانتیگراد قرار داده شده است. این آی سی ها دقتی در حد چند درجه سانتیگراد دارند و به طور گسترده در بسیاری از کاربردها که به اندازه‌گیری دقیق نیاز ندارند استفاده می‌شوند.
    4. راه دیگر این است که از سیم‌های مسی ابزار اندازه‌گیری استفاده نکرد بلکه سیم‌های ترموکوپل را به طور مستقیم تا ابزار اندازه‌گیری کشید و سیم‌های مسی را در داخل ابزار اندازه‌گیری که دمای اتصال مرجع در آن به سهولت و دقت قابل اندازه‌گیری است به هم وصل کرد.
    • در حدود 12 نوع ترموکوپل استاندارد وجود دارد که معمولا مورد استفاده قرار می‌گیرد. به هر ترموکوپل یک حرف تایید شده بین المللی نسبت داده می‌شود که نشان می‌دهد ترموکوپل از چه موادی ساخته شده است.
    • سه روش نصب برای اتصاالت ترموکوپل وجود دارد که در شکل مشاهده می‌کنید.
    • اگر چه در مواردی این امکان وجود دارد که ترموکوپل‌ها بدون هر گونه عایقی به کار روند ولی در اکثر کاربردهای صنعتی باید آنها را عایق‌بندی کرد که این کار به دو صورت انجام می‌گیرد:
    1. با استفاده از مواد عایق استاندارد معمولا از عایق‌های PVC ، تفلون و فایبرگالس استفاده می‌شود که هر کدام با توجه به خاصیتشان در محدوده دمایی خاصی به کار می‌روند.
    2. ترموکوپل‌های عایق شده با مواد معدنی

    این روش معمول‌ترین روش عایق‌بندی است که سیم‌های ترموکوپل در پودر عایق (معمولا اکسید منیزیم) غلیظ و فشرده فرو برده می‌شوند. این روش دارای استقامت مکانیکی خوب، پایداری طولانی، عایق‌بندی مناسب، پاسخ سریع و اندازه کوچک هستند.

    • در پاره‌ای موارد نیاز است که از حسگر ترموکوپل در بیرون استفاده کنیم و طول کابل استاندارد تهیه شده توسط تولید کننده ممکن است کوتاه باشد. برای این منظور کابل‌های اتصال با استفاده از هادی‌های ترموکوپل طراحی شده‌اند که جهت سهولت انعطاف‌پذیر طراحی شده‌اند و از ترموکوپل‌‌ها ارزان‌تر هستند. معمولا تولیدکنندگان جداولی تهیه می‌کنند که مقاومت سر اتصال را برای ترموکوپل با نوع و طول معلوم کابل‌ها محاسبه می‌کند.
    • ساده‌ترین ترموکوپل از یک جفت سیم با یک سر اتصال جوش خورده بدون عنصر کنترل کننده و اتصالات خاص ساخته می‌شود .اما این نوع ترموکوپلها باید با دقت و درآزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار گیرند. اما ترموکوپل‌های صنعتی به اشکال زیر موجود هستند:

    پروب‌ها

    ترموکوپل پیچی

    ترموکوپل‌های حلقوی

    ترموکوپل واشری

    ترموکوپل‌های فرو رونده

    ترموکوپل‌های با سر ترمینالی

    • ارتباط ولتاژ و دما در ترموکوپل‌ها به سه طریق صورت می‌گیرد:

    استفاده از جدول‌های مرجع

    استفاده از روش سری توانی

    استفاده از تقریب خطی

     

    #سنسور #سنسور_دما #IFM #تامین_کننده_قطعات_IFM