ترموکوپل ها (Thermocouple) که با نام هایی از قبیل: جفت های حرارتی، جفت های گرمایشی، ترموکوبل، حسگر و سنسور سنجش دما شناخته می شوند، رایج ترین تجهیزات اندازه گیری دما هستند که به زبان ساده از دو فلز غیر هم جنس تشکیل شده و این دو فلز از یک سر به هم متصل شده اند. هنگامی که نقطه اتصال این دو فلز گرم می شود، در اثر “پدیده سیبک (seebeck)”، ولتاژی در دو سر آزاد آن، ایجاد می گردد. این اختلاف ولتاژ با میزان دمای نقطه اتصال رابطه مستقیم دارد و می توان با استفاده از این پدیده میزان دمای نقطه اتصال را اندازه گیری نمود.
تقسیم بندی کد و تایپ ترموکوپل ها چیست؟
این جفت های گرمایی به شکل سیم و از فلزات مختلف و در درجات متفاوتی تولید می گردند. این تفاوت درجات برای مشتریان و مصرف کنندگان به وسیله کد های E,N,J,K,T و… مشخص می گردند. برای مثال ترموکوپل نوع K را با کد K نام گذاری نموده و کابل رابط آن، کابل افزاینده طول یا جبران ساز BLF ایتالیا تایپ KX است. در رنج های دمایی بسیار بالا، کدها با حروف دیگری از قبیل R ,S ,B ,C مشخص می گردند. ۸ نوع جفت حرارتی وجود دارد که به عنوان “فلز پایه و فلزخاص یا نجیب” طبقه بندی می شوند: انواع جفت های حرارتی ای که از Base Metal ساخته شده است:
نوع K: این نوع از دماسنج ها، رایج ترین نوع از دماسنج های حرارتی هستند که به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می گردند و محدوده دمایی وسیعی دارند. سنسورهای های نوع K از آلیاژهای پایه نیکل ساخته شده که در برابر خوردگی مقاوم بوده و تقریباً برای کلیه مصارف صنعتی و نیمه صنعتی مناسب هستند. پایه مثبت (+) که با رنگ زد مشخص شده اند، غیر مغناطیسی است. پاها منفی(-) که با رنگ قرمز مشخص شده، مغناطیسی است. شما می توانید از میان فلزات پایه معمولی که از عملیات دمای بالا پشتیبانی می کنند، انتخاب خود را انجام دهید. از این ترموکوپل ها، برای استفاده در محیط های اکسیدی یا خلا در دمای تا ۱۳۷۲ درجه سانتیگراد (۲۵۰۱٫۶ درجه فارنهایت) استفاده می شوند.
نوع J: این تایپ از حسگرهای دما را می توان بعد از تایپ K، پرکاربردترین سنسور برای مصارف صنعتی و نیمه صنعتی در نظر گرفت. طراحی مناسب برای استفاده در محیط های اکسیدی و محیط های خلا تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد (۲۱۹۲ درجه فارنهایت) با اندازه گیج سیم ضخیم تر. در دمای بالاتر از ۵۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۰۰ درجه فارنهایت)، سیمی که از جنس آهن است، به سرعت اکسید شده و عمر مفید سیم های با اندازه های ظریف را محدود می کند.
نوع T نوع E نوع N انواع جفت های حرارتی ای که از Noble Metal ( فلزات خاص یا نجیب) ساخته شده است:
نوع R نوع S نوع B
لیست قوانین جفت های گرمایی رنج دمایی کارکرد در بلند مدت را مشخص کنید. به سازنده سنسورهای دما بگویید که حداکثر دمای لحظه ای چند درجه سانتیگراد است؟ دقت اندازه گیری مورد نیاز چگونه است؟ شرایط محیطی از قبیل وجود حلال های شیمیایی و نفتی که تعیین کننده جنس ماده سازنده غلاف محافظ آن خواهند بود را بیان کنید (مقاومت غلاف محافظ در برابر خوردگی). آیا سنسور دما نیازمند مقاومت در برابر لرزش می باشد؟ شرایط نصب را مشخص کنید (سایز دقیق اتصالات و مطابقت با سایز پراب خروجی).
چگونه ترموکوبل مناسب را انتخاب کنیم؟ از آنجا که سنسورهای ترموکوبل صنعتی محدوده دمایی وسیعی را با توجه به تایپ شان می توانند اندازه گیری کنند، انتخاب این نوع از سنسورهای به عوامل مختلفی بستگی دارد که در ادامه به برخی از این موارد اشاره خواهیم کرد: محدوده دمایی سنسور مقاومت شیمیایی ترموکوپل یا متریال غلاف محافظ مقاومت در برابر سایش و لرزش های ناگهانی شرایط نصب در محیط (ساز با شرایط و تجهیزات موجود و عوامل دیگر) کیفیت متریال حسگر دما محیطی که قرار است سنسور در آنجا نصب گردد.