ترموکوپل

ترموکوپل  Thermocouple

ترموکوپل، همچنین به عنوان “دما سنج ترموالکتریک” شناخته می شود، یک وسیله الکتریکی است که از دو فلز غیرهمجنس تشکیل شده است که یک اتصال الکتریکی را تشکیل می دهند. یک ترموکوپل یک ولتاژ وابسته به دما را در نتیجه اثر Seebeck تولید می کند و این ولتاژ را می توان برای اندازه گیری دما تفسیر کرد. ترموکوپل ها به طور گسترده ای به عنوان سنسور دما مورد استفاده قرار می گیرند

ترموکوپل ها به طور گسترده در علم و صنعت استفاده می شوند. کاربردها شامل اندازه‌گیری دما برای کوره‌ها، اگزوز توربین‌های گاز، موتورهای دیزلی و سایر فرآیندهای صنعتی است. ترموکوپل ها همچنین در خانه ها، ادارات و مشاغل به عنوان سنسور دما در ترموستات ها و همچنین به عنوان حسگر شعله در وسایل ایمنی برای وسایل گازسوز استفاده می شوند.

ترموکوپل های تجاری ارزان هستند، قابل تعویض هستند، با اتصالات استاندارد عرضه می شوند و می توانند طیف وسیعی از دماها را اندازه گیری کنند. برخلاف بسیاری از روش‌های دیگر اندازه‌گیری دما، ترموکوپل‌ها به صورت خود تغذیه می‌شوند و به هیچ شکل خارجی تحریک نیاز ندارند. محدودیت اصلی ترموکوپل ها دقت است. دستیابی به خطاهای سیستم کمتر از یک درجه سانتیگراد (درجه سانتیگراد) دشوار است

Kترموکوپل نوع

نوع K (کرومل-آلومل) رایج ترین ترموکوپل همه منظوره با حساسیت تقریباً 41 μV/°C است ارزان است و طیف گسترده‌ای  در محدوده -200 درجه سانتیگراد تا +1350 درجه سانتیگراد (330- درجه فارنهایت تا +2460 درجه فارنهایت) آن موجود است. نوع K در زمانی مشخص شد که متالورژی نسبت به امروز پیشرفت کمتری داشت و در نتیجه ویژگی‌ها ممکن است به طور قابل توجهی بین نمونه‌ها متفاوت باشد. یکی از فلزات تشکیل دهنده، نیکل، مغناطیسی است. یکی از ویژگی های ترموکوپل های ساخته شده با مواد مغناطیسی این است که وقتی ماده به نقطه کوری خود می رسد، در خروجی آنها دچار انحراف می شوند که برای ترموکوپل های نوع K در حدود 185 درجه سانتیگراد رخ می دهد.

ترموکوپل نوع E

نوع E (کرومل-کنستانتان) خروجی بالایی دارد (68 μV/°C)، که آن را برای استفاده در سرمای مناسب می‌سازد. علاوه بر این، غیر مغناطیسی است. محدوده وسیع 270- تا 740+ درجه سانتی گراد و محدوده باریک بین 110- تا 140+ درجه سانتی گراد است.

ترموکوپل نوع J

نوع J(آهن-کنستانتان) محدوده محدودتری (40- تا 750 درجه سانتیگراد) نسبت به نوع K دارد اما حساسیت بالاتری در حدود 50 μV/°C دارد نقطه کوری آهن (770 درجه سانتیگراد) باعث تغییر نرمی در مشخصه می شود که حد بالایی درجه حرارت را تعیین می کند. توجه داشته باشید، نوع L اروپایی/آلمانی گونه ای از نوع J است

ترموکوپل نوع T

ترموکوپل های نوع T (مس – کنستانتان) برای اندازه گیری در محدوده 200- تا 350 درجه سانتی گراد مناسب هستند. اغلب به عنوان یک اندازه گیری دیفرانسیل استفاده می شود، زیرا فقط سیم مسی پروب ها را لمس می کند. از آنجایی که هر دو رسانا غیر مغناطیسی هستند، نقطه کوری وجود ندارد و بنابراین هیچ تغییر ناگهانی در ویژگی ها وجود ندارد. ترموکوپل های Type-T حساسیتی در حدود 43 μV/°C دارند. توجه داشته باشید که مس رسانایی حرارتی بسیار بالاتری نسبت به آلیاژهایی دارد که عموماً در سازه‌های ترموکوپل استفاده می‌شوند، بنابراین لازم است که در ترموکوپل‌های لنگر حرارتی نوع T مراقب باشید.

انواع ترموکوپل های B، R و S از پلاتین یا آلیاژ پلاتین/رودیوم برای هر هادی استفاده می کنند. این ترموکوپل ها از پایدارترین ترموکوپل ها هستند، اما حساسیت کمتری نسبت به انواع دیگر دارند، تقریبا 10 μV/°C. ترموکوپل های نوع B، R و S به دلیل هزینه بالا و حساسیت کم معمولاً فقط برای اندازه گیری دمای بالا استفاده می شوند. برای ترموکوپل های نوع R و S می توان از سیم پلاتین HTX به جای پایه پلاتین خالص استفاده کرد تا ترموکوپل را تقویت کند و از خرابی رشد دانه ها که می تواند در دمای بالا و شرایط سخت رخ دهد جلوگیری کند.