مقالات

ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل یک حسگر برای اندازه‌گیری دما است. ترموکوپل تشکیل شده است از دو سیم فلزی غیر هم جنس که در یک سر به هم جوش داده شده‌اند تا یک نقطه اتصال (junction) ایجاد شود. این نقطه اتصال، جایی است که دما اندازه‌گیری می‌شود. وقتی این نقطه اتصال با تغییر دما مواجه می‌شود، یک ولتاژ تولید می‌شود. این ولتاژ با استفاده از جداول مرجع ترموکوپل (Thermocouple reference tables) می‌تواند تفسیر شده و دما محاسبه شود.

ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی وجود دارند، مانند نوع J، K، T، E، R، S و B که از ترکیبات مختلفی از فلزات ساخته شده‌اند. هر نوع آنها دارای محدوده‌ خاصی از نظر دما، مقاومت در برابر لرزش و مواد شیمیایی، و سازگاری با کاربرد‌های مختلف است.

ترموکوپل (Thermocouple)، به بیان ساده یک سنسور اندازه گیری دما است که از دو نوع فلز مختلف (نا هم جنس) در ساخت آن استفاده میشود. در واقع این دو فلز در انتها به یکدیگر متصل هستند و زمانی که نقطه اتصال این دو سیم گرم و یا سرد می شود، یک ولتاژ کوچک متناسب با دما در آن ایجاد می شود. در نهایت با استفاده از جدول های مرجع میزان دمای سیال محاسبه می شود.

 

ترموکوبل یک سنسور بسیار ساده، مقاوم و مقرون به صرفه است که در دامنه گسترده ای از کاربردهای اندازه گیری دما استفاده می شود.

 

ساخت و تولید  این تجهیزات در انواع مختلفی مانند پراب های ترموکوپل به همراه کانکتور، ترموکوپل های مادون قرمز (Infrared thermocouple)، ترموکوپل با سیم برهنه و یا حتی تنها سیم تولید می شوند.

 

thermocouple ها با توجه به ویژگی های مختلف تکنیکی و انواع مدل های آن در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. اما دانستن نحوه عملکرد، ساختار و بازه های آن، امر بسیار مهمی در تشخیص نوع و متربال مناسب برای یک کاربرد خاص هستند.

 

عملکرد ترموکوپل

 

زمانی که دو سیم غیریکسان که هردو انتها به یکدیگر متصل می شوند، در اثر گرمادهی به دو انتهای آن، در این مدار ترموالکتریک یک جریان پیوسته ایجاد می شود. اگر این مدار از وسط شکسته و باز شود، ولتاژ مدار باز بوجود آمده (ولتاژسیبک یا See beck Voltage) تابعی از دما و ترکیب دو فلز است. که این به این معنی است که ایجاد گرما و یا سرما در نقطه اتصال دو سیم، سبب ایجاد ولتاژ متناسب با دما در دو سر دیگر سیم ها می شود.

 

ترموکوپل‌ها در صنایع مختلفی از جمله تولید برق، نفت و گاز، داروسازی، بیوتکنولوژی، سیمان، کاغذ و مقوا و بسیاری دیگر استفاده می‌شوند. همچنین، به طور رایج در دستگاه‌های روزمره مانند اجاق‌ها، فرن‌ها و توسترها نیز به کار می‌روند.

دلایل انتخاب ترموکوپل شامل قیمت نسبتاً پایین، تحمل در دماهای بالا، محدوده‌های گسترده اندازه‌گیری دما و مقاومت در محیط‌های سخت می‌باشد.