ترموکوپل
ترموکوپل یک حسگر حرارتی است که برای اندازه‌گیری دما و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی استفاده می‌شود. این حسگر از ترکیب دو فلز مختلف تشکیل شده است که در نقطه اتصال خود تولید برق را به وجود می‌آورند. اصل عملکرد ترموکوپل بر پدیده‌ی اثر حرارتی یا اثر سییبک بر مبنای مبدل توان حرارتی به توان الکتریکی است.
هنگامی که دو انتهای ترموکوپل در دو نقطه‌ی با دماهای متفاوت قرار می‌گیرند، در نقطه‌ی اتصال آن یک تفاوت دمایی بین دو انتها ایجاد می‌شود. این تفاوت دما باعث تولید یک نیروی الکتروموتریسی در ترموکوپل می‌شود که به عنوان سیگنال خروجی استفاده می‌شود. سیگنال الکتریکی تولید شده توسط ترموکوپل مستقیماً با دمای محیط مرتبط است، به طوری که تغییرات دما باعث تغییرات در سیگنال خروجی می‌شود.
ترموکوپل‌ها برای اندازه‌گیری دما در برخی از آزمایشگاه‌ها و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها در برخی از برنامه‌ها، مانند کوره‌های صنعتی، دستگاه‌های تهویه مطبوع، دستگاه‌های گرمایشی و سیستم‌های کنترل دما استفاده می‌شوند. همچنین، ترموکوپل‌ها به عنوان حسگرهای دما در آزمایشگاه‌ها و تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا دما را با دقت اندازه‌گیری کنند و به صورت الکتریکی ارسال کنند.
تاریخچه کاربرد ترموکوپل
ترموکوپل (Thermocouple) یک سنسور حرارتی است که بر اساس اثر ترموالکتریکی دو ماده مختلف ایجاد می‌شود. این دو ماده، معمولاً دو فلز مختلف هستند و وقتی دما تغییر می‌کند، یک ولتاژ الکتریکی تولید می‌شود که با استفاده از آن می‌توان دما را اندازه‌گیری کرد.
تاریخچه استفاده از ترموکوپل‌ها به قدمتی بیش از یک قرن برمی‌گردد. در سال ۱۸۳۵، جان تومسون (لورد کلرک مکسول) و توماس جرکین (جرکین اصلی) برای اولین بار اثر ترموالکتریکی را کشف کردند. آنها متوجه شدند که وقتی دو فلز مختلف به هم متصل می‌شوند و در نقاط مختلف دما قرار می‌گیرند، جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.
در سال ۱۸۴۳، همین توماس جرکین (جرکین اصلی) با تحقیقات بیشتر خود، اثر ترموالکتریک را بهبود بخشید و از آن برای ساختن اولین ترموکوپل استفاده کرد. او از دو نوع فلز، مس و آهن، استفاده کرد و ترموکوپلی ساخت که قادر بود دمای مختلف را اندازه‌گیری کند.
از آن زمان به بعد، ترموکوپل‌ها در محیط‌ها و صنایع مختلف به عنوان سنسورهای حرارتی پرکاربرد استفاده شده‌اند. آنها در اتوماسیون صنعتی، کنترل دما، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، کوره‌ها، دیگ‌ها، کوره‌های ذوب، ابزارهای آزمایشگاهی و بسیاری از برنامه‌های دیگر استفاده می‌شوند. ترموکوپل‌ها به دلیل قدرتمند بودن، پایداری در دماهای بالا، دقت قابل قبول و قابلیت استفاده در شرایط سخت، یکی از پراستفاده‌ترین سنسورهای حرارتی محسوب می‌شوند.
انواع مختلف ترموکوپل
ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی و با استفاده از فلزات مختلف ساخته می‌شوند. در زیر، چند نوع رایج ترموکوپل را بررسی می‌کنیم:
- ترموکوپل نوع K: ترموکوپل نوع K یا ترموکوپل کرومل-آلوملین (Chromel-Alumel)، یکی از پراستفاده‌ترین ترموکوپل‌ها است. در این ترموکوپل، سیم کرومل (آلیاژی از نیکل و کروم) به سیم آلوملین (آلیاژی از نیکل و آلومینیوم) وصل می‌شود. این ترموکوپل در بازه دمایی بین -200 درجه سانتیگراد تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده است.
- ترموکوپل نوع J: ترموکوپل نوع J یا ترموکوپل آهن-کنستانتان (Iron-Constantan) استفاده‌های وسیعی دارد. در این ترموکوپل، سیم آهن به سیم کنستانتان (آلیاژی از نیکل و مس) وصل می‌شود. دمای کاربردی این ترموکوپل بین -۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد است.
- ترموکوپل نوع T: ترموکوپل نوع T یا ترموکوپل مس-کنستانتان (Copper-Constantan) به خاطر دقت بالا و پایداری در دماهای پایین استفاده می‌شود. در این ترموکوپل، سیم مس به سیم کنستانتان وصل می‌شود. محدوده دمایی استفاده از این ترموکوپل از -۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد می‌باشد.
- ترموکوپل نوع E: ترموکوپل نوع E یا ترموکوپل نیکل-کنستانتان (Nickel-Constantan) برای اندازه‌گیری دما در محیط‌های اسیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این ترموکوپل، سیم نیکل به سیم کنستانتان متصل می‌شود. محدوده دمایی استفاده از این ترموکوپل حدود -۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد است.
علاوه بر این، ترموکوپل‌های دیگری نیز وجود دارند مانند ترموکوپل نوع B، R و S که برای دماهای بالا استفاده می‌شوند و ترموکوپل نوع C یا ترموکوپل تانتالوم که در برخی برنامه‌های خاص استفاده می‌شود. هر یک از این ترموکوپل‌ها ویژگی‌ها و محدوده دمایی کاربرد خاص خود را دارند.
نحوه استفاده و کارکرد ترموکوپل
ترموکوپل یک سنسور حرارتی است که بر اساس اصل افت توان الکتریکی در اثر تفاوت دماها کار می‌کند. این دستگاه از دو رشته متفاوت فلزی تشکیل شده است که در نقاط یکسانی به یکدیگر وصل شده‌اند. هنگامی که نقاط وصل ترموکوپل در دماهای متفاوت قرار می‌گیرند، تفاوت دما باعث ایجاد یک شار الکتریکی در ترموکوپل می‌شود.
کارکرد ترموکوپل به این صورت است: زمانی که ترموکوپل به یک منبع حرارتی متصل می‌شود، دمای یکی از نقاط وصل (نقطه گرم) بالاتر از دمای دیگری (نقطه سرد) خواهد بود. این تفاوت دما باعث ایجاد یک فرق پتانسیل بین دو رشته فلزی ترموکوپل می‌شود. این پتانسیل الکتریکی به عنوان خروجی ترموکوپل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یکی از کاربردهای مهم ترموکوپل‌ها در اندازه‌گیری دما است. با اتصال ترموکوپل به یک سیستم الکترونیکی خواندن و تفسیر این پتانسیل الکتریکی، می‌توان دما را به صورت عددی نمایش داد. بسته به نوع فلزهای استفاده شده در ترموکوپل، محدوده دمای قابل اندازه‌گیری ترموکوپل متغیر است.
از ترموکوپل‌ها در صنایع مختلفی مانند صنایع پتروشیمی، فولادسازی، فرآوری غذا، پزشکی و غیره استفاده می‌شود. آنها در مواردی که نیاز به اندازه‌گیری دمای بالا یا در محیط‌های خطرناک وجود دارد، کاربرد دارند.
مقایسه انواع ترموکوپل
ترموکوپل (Thermocouple) یک حسگر حرارتی است که از تأثیر تغییر دما بر ولتاژ الکتریکی تولید شده توسط اتصال دو مواد مختلف استفاده می‌کند. در واقع، ترموکوپل از دو سیم متفاوت ساخته شده است که در یک سر به هم متصل شده‌اند. این اختلاف ولتاژ الکتریکی که بر اثر تغییر دما در ترموکوپل ایجاد می‌شود، به عنوان نشانگر دما مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع ترموکوپل‌ها بر اساس جفت موادی که در ترموکوپل استفاده می‌شود، تفاوت ولتاژ و دمای قابل اندازه‌گیری، طول عمر و قابلیت استفاده در دماهای مختلف متفاوت هستند. در زیر، به برخی از معروف‌ترین انواع ترموکوپل‌ها اشاره می‌کنم:
- ترموکوپل نوع K (نیکل-کروم/نیکل-آلوملیوم): ترموکوپل نوع K برای اندازه‌گیری دماهای مثبت و منفی استفاده می‌شود. این ترموکوپل‌ها دارای ولتاژ بالا، پایداری خوب و قابلیت استفاده در دماهای بسیار بالا تا حدود 1250 درجه سانتیگراد هستند.
- ترموکوپل نوع J (آهن/کنستانتین): این ترموکوپل برای اندازه‌گیری دماهای منفی و متوسط استفاده می‌شود. دمای حداکثر قابل اندازه‌گیری برای ترموکوپل نوع J حدود 750 درجه سانتیگراد است.
- ترموکوپل نوع T (مس/کنستانتین): این ترموکوپل برای اندازه‌گیری دماهای منفی و متوسط استفاده می‌شود. دمای حداکثر قابل اندازه‌گیری برای ترموکوپل نوع T حدود 350 درجه سانتیگراد است.
- ترموکوپل نوع E (نیکل-کروم/کنستانتین): این ترموکوپل برای اندازه‌گیری دماهای متوسط و بالا استفاده می‌شود. ترموکوپل نوع E دارای ولتاژ خوبی است و می‌تواند در دماهای تا حدود 900 درجه سانتیگراد استفاده شود.
- ترموکوپل نوع R، S، و B: این سه نوع ترموکوپل برای اندازه‌گیری دماهای بسیار بالا استفاده می‌شوند، مانند در صنعت فولادسازی و فرایندهای برجسته حرارتی. دماهای قابل اندازه‌گیری برای این ترموکوپل‌ها به ترتیب در بازه‌های 0-1768 درجه سانتیگراد (R)، 0-1768 درجه سانتیگراد (S) و 600-1700 درجه سانتیگراد (B) قرار دارند.
توجه داشته باشید که عملکرد و ویژگی‌های هر نوع ترموکوپل ممکن است بر اساس تولید کننده و استانداردهای مختلفی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، متفاوت باشند.
بررسی صحت عملکرد ترموکوپل
برای بررسی صحت عملکرد ترموکوپل، می‌توانید از روش‌های زیر استفاده کنید:
- مقایسه با استاندارد: مقایسه خروجی ترموکوپل خود با یک ترموکوپل استاندارد با دقت معروف و قابل اعتماد می‌تواند به شما کمک کند تا صحت عملکرد ترموکوپل را بررسی کنید. این روش شامل قرار دادن هر دو ترموکوپل در یک محیط با دمای مشخص و مقایسه ولتاژ خروجی آنها است.
- ارزیابی دما: استفاده از یک منبع دمای قابل اعتماد برای ایجاد یک دمای معروف و تست کردن خروجی ترموکوپل می‌تواند مفید باشد. می‌توانید از یک ترمومتر دیجیتال با دقت بالا برای اندازه‌گیری دما استفاده کنید و خروجی ترموکوپل را با مقدار دما واقعی مقایسه کنید.
- بررسی خطای اتصال: بررسی اتصالات الکتریکی ترموکوپل به سیستم خود می‌تواند به شما کمک کند تا خطای احتمالی در اتصالات را شناسایی کنید. بررسی کابل‌ها، پیچ و مهره‌ها و نقاط اتصال می‌تواند به شما اطمینان دهد که ترموکوپل به درستی متصل شده است.
- کالیبراسیون مجدد: در صورتی که بررسی‌های قبلی نشان دهنده عدم صحت ترموکوپل باشند، ممکن است نیاز به کالیبراسیون مجدد داشته باشید. در این روش، ترموکوپل با استفاده از یک ترمومتر کالیبره شده با دقت بالا مورد تست و تنظیم مجدد قرار می‌گیرد.در هر صورت، در صورتی که برای کاربری حساسیت داشته باشد یا در صنایع حساس مورد استفاده قرار بگیرد، بهتر است ترموکوپل را به طور دوره‌ای کالیبره کنید تا صحت و دقت آن حفظ شود.
حداکثر خطای مجاز ترموکوپل
حداکثر خطای مجاز در ترموکوپل‌ها معمولاً بر اساس استانداردها، نوع ترموکوپل و نرخ خطای قابل قبول برای کاربردهای خاص تعیین می‌شود. در ادامه، برخی از خطاهای مجاز معمول در ترموکوپل‌ها را ذکر می‌کنم:
- خطای خوانش دما: برای ترموکوپل‌ها با خروجی ولتاژ، خطای خوانش دما معمولاً به صورت درصدی از خطا در ولتاژ تعریف می‌شود. به عنوان مثال، برای برخی ترموکوپل‌ها، خطای خوانش دما می‌تواند کمتر از ±0.5 درجه سانتیگراد باشد.
- خطای تداخل الکتریکی: تداخل الکتریکی ممکن است به عنوان نویزهای الکتریکی در سیستم ترموکوپل ظاهر شود و باعث افزایش خطای خوانش می‌شود. برای کاربردهای دقیق، خطای تداخل الکتریکی باید حداقل باشد و ممکن است در محدوده چند میلی ولت یا کمتر قرار بگیرد.
- خطای خطا در ترموکوپل: هر ترموکوپل خودش یک خطای خطا دارد که ناشی از تفاوت‌های جفت مواد و ساختار ترموکوپل است. برای برخی ترموکوپل‌ها، خطای خطا ممکن است در حدود تعداد درجه سانتیگراد باشد.
دقت کنید که خطای مجاز در ترموکوپل‌ها می‌تواند بسته به نوع و برند ترموکوپل، استانداردهای مورد استفاده و نیازهای کاربردی متغیر باشد. برای کاربردهای خاص، ممکن است نیاز به خطای خوانش دقیق‌تر داشته باشید و باید با تولید کننده ترموکوپل و استانداردهای صنعتی مربوطه تماس بگیرید تا اطلاعات دقیق‌تر درباره خطای مجاز مربوطه را دریافت کنید.
نکات ایمنی کار با ترموکوپل
هنگام کار با ترموکوپل‌ها، برخی نکات ایمنی را در نظر بگیرید:
- محافظت در برابر دما: برخی ترموکوپل‌ها برای اندازه‌گیری دماهای بسیار بالا قابل استفاده هستند. در این موارد، از دماهای خطرناک پرهیز کنید و از لباس‌های محافظ مانند دستکش‌ها، عینک‌های محافظ و لباس‌های ضدحرارت استفاده کنید.
- ایمنی الکتریکی: قبل از هر چیز، اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات الکتریکی (مانند ترمومترها، نمایشگرها و دستگاه‌های خوانش ولتاژ) درست و ایمن عمل می‌کنند. همچنین، قبل از انجام هر تغییری در اتصالات ترموکوپل، از قطع بودن برق مطمئن شوید.
- استفاده در محیط‌های خطرناک: اگر ترموکوپل در محیط‌های خطرناک مانند مواد شیمیایی یا غبار قابل اشتعال استفاده می‌شود، اطمینان حاصل کنید که ترموکوپل و تجهیزات اطراف در بسترهای مناسب و مقاوم در برابر این محیط‌ها قرار دارند. همچنین، دستورالعمل‌ها و مقررات ایمنی مرتبط را رعایت کنید.
- نصب صحیح: هنگام نصب ترموکوپل، دستورالعمل‌های تولید کننده را رعایت کنید و از نصب صحیح و استفاده از تجهیزات نصب و نگهداری مناسب اطمینان حاصل کنید.
- آشکارسازی خطاها: بررسی دوره‌ای وضعیت ترموکوپل و عملکرد آن با استفاده از مقایسه با منبع دمای استاندارد یا تست‌های کالیبراسیون می‌تواند خطاها و مشکلات را تشخیص داده و در صورت لزوم اصلاحات لازم را انجام دهید.
- دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری: دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری ترموکوپل را با دقت مطالعه کنید و به طور منظم بررسی‌ها و تعمیرات لازم را انجام دهید.
در هر صورت، همیشه به دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌های تولید کننده ترموکوپل توجه کنید و از مراجعه به متخصصین و تکنسین‌های مجرب برای نصب، تست و تعمیر ترموکوپل استفاده کنید.
قسمتهای تشکیل دهنده ترموکوپل
ترموکوپل‌ها از دو ماده مختلف تشکیل شده‌اند که به آنها جفت مواد گفته می‌شود. این جفت مواد به طور معمول در انتهای ترموکوپل با هم اتصال داده می‌شوند. قسمتهای تشکیل دهنده ترموکوپل عبارتند از:
- سر نمایی (Probe): سر نمایی قسمتی از ترموکوپل است که به محیطی که می‌خواهید دمای آن را اندازه‌گیری کنید، متصل می‌شود. این قسمت ممکن است شامل یک راکتانس (راکتانس مقاومتی) باشد که برای محافظت از جفت مواد ترموکوپل در مقابل خرابی‌های مکانیکی، شوک حرارتی و تاثیرات محیطی استفاده می‌شود.
- جفت مواد (Thermocouple Junction): جفت مواد ترموکوپل، دو ماده مختلفی است که با هم اتصال داده می‌شوند. این دو ماده تحت تأثیر دمای محیط قرار گرفته و تغییرات دما را به ولتاژ الکتریکی تبدیل می‌کنند. دو ماده مختلفی که در تشکیل جفت مواد ترموکوپل استفاده می‌شود، معمولاً در نام ترموکوپل مشخص می‌شود. به عنوان مثال، در ترموکوپل نوع K از کروم و آلوملیوم، در ترموکوپل نوع J از آهن و کانستانتین استفاده می‌شود.
- کابل‌های اتصال (Connection Cables): کابل‌های اتصال برای اتصال جفت مواد ترموکوپل به سیستم خوانش و نمایش داده‌ها استفاده می‌شوند. این کابل‌ها باید مقاومت در برابر دما، نویز الکتریکی و انتقال دقیق سیگنال را فراهم کنند. همچنین، باید توجه داشت که استفاده از کابل‌های نادرست می‌تواند باعث افزایش خطا و ناصحیح بودن خواندن دما شود.در کل، ترموکوپل‌ها از این قسمتهای تشکیل دهنده برای تشخیص و اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند.
شرکت های سازنده ترموکوپل
چندین شرکت برجسته در زمینه تولید ترموکوپل‌ها و محصولات مرتبط وجود دارند. برخی از شرکت‌های معروف و قابل اطمینان در صنعت تولید ترموکوپل عبارتند از:
- Omega Engineering: یکی از بزرگترین تولیدکنندگان ترموکوپل و تجهیزات اندازه‌گیری دما در جهان است. آنها محصولات گسترده‌ای از ترموکوپل‌ها، رکوردرهای دما، سنسورها و تجهیزات مرتبط را عرضه می‌کنند.
- Honeywell: شرکت Honeywell نیز یکی از تولیدکنندگان بزرگ ترموکوپل‌ها است. آنها محصولات متنوعی از ترموکوپل‌ها و سیستم‌های اندازه‌گیری دما را ارائه می‌دهند.
- Pyromation: شرکت Pyromation نیز به عنوان تولیدکننده ترموکوپل‌های صنعتی معتبر شناخته می‌شود. آنها مجموعه‌ای گسترده از ترموکوپل‌ها، سنسورها و تجهیزات مرتبط را تولید و عرضه می‌کنند.
- Watlow: شرکت Watlow نیز یکی از تولیدکنندگان مطرح در صنعت ترموکوپل است. آنها ترموکوپل‌های متنوعی برای کاربردهای صنعتی و تجاری تولید می‌کنند.
- Fluke Corporation: Fluke یکی از شرکت‌های معتبر در زمینه ابزارهای اندازه‌گیری و تست است. آنها محصولاتی شامل ترموکوپل‌ها، ترمومترها و تجهیزات اندازه‌گیری دما را تولید می‌کنند.
- WIKA: شرکت WIKA نیز در زمینه ترموکوپل‌ها و سیستم‌های اندازه‌گیری دما فعالیت می‌کند. آنها محصولات متنوعی را در این زمینه تولید می‌کنند و به بازارهای مختلف عرضه می‌کنند.
این تنها چند نمونه از شرکت‌هایی هستند که در زمینه ترموکوپل‌ها فعالیت می‌کنند. همچنین، ممکن است شرکت‌های دیگر نیز در سطح منطقه‌ای یا محلی وجود داشته باشند که در تولید ترموکوپل‌ها و تجهیزات مرتبط فعالیت می‌کنند.
نکات مهم هنگام خرید ترموکوپل
هنگام خرید ترموکوپل، برخی نکات مهم را در نظر بگیرید:
- نوع ترموکوپل: ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی مانند نوع K، J، T، E و غیره در دسترس هستند. اطمینان حاصل کنید که نوع ترموکوپلی را که برای نیازهای خود می‌خواهید، انتخاب کنید. هر نوع ترموکوپل ویژگی‌ها و محدودیت‌های خاصی دارد.
- دامنه دمایی: بررسی کنید که ترموکوپل مورد نظر دامنه دمایی مورد نیاز شما را پوشش می‌دهد. برخی ترموکوپل‌ها برای دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین مناسب هستند، در حالی که دیگران برای دماهای متوسط مناسب‌ترند.
- دقت و خطا: بررسی کنید که ترموکوپل مورد نظر چه دقتی دارد و خطایی را در اندازه‌گیری دما تحمل می‌کند. این اطلاعات معمولاً در مشخصات فنی ترموکوپل قید می‌شود.
- محیط کاری: بررسی کنید که ترموکوپل مورد نظر برای استفاده در محیط‌های خاصی مانند مواد شیمیایی، رطوبت بالا یا محیط‌های خطرناک طراحی شده است. اطمینان حاصل کنید که ترموکوپل مقاوم در برابر شرایط محیطی مورد نظر شما است.
- طول و اندازه: مطمئن شوید که طول ترموکوپل به اندازه کافی است تا به محل اندازه‌گیری دسترسی داشته باشد. همچنین، اندازه فیزیکی ترموکوپل نیز باید با نیازهای شما سازگار باشد.
- کیفیت و قابلیت اعتماد: انتخاب کنید ترموکوپلی که از جنس با کیفیت و تولید شده توسط یک شرکت معتبر است. ترموکوپل باید قابلیت اعتماد بالا و عمر طولانی را داشته باشد.
- قیمت و مقایسه: بررسی کنید که ترموکوپل مورد نظر با سایر گزینه‌ها در بازار قیمت و کیفیت را چگونه مقایسه می‌کند. اینکه چندین گزینه را مقایسه کنید می‌تواند به شما کمک کند تا بهترین انتخاب را انجام دهید.
همچنین، بهتر است از فروشنده یا تامین‌کننده مطمئنی خرید کنید که تجربه و دانش کافی در زمینه ترموکوپل‌ها داشته باشد و محصولات اصلی و با کیفیت را عرضه کند.
استاندارد ساخت و کلاس بندی ترموکوپل
ترموکوپل‌ها در تولید و عملکرد خود بر اساس استانداردهای مختلفی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. یکی از استانداردهای رایج در مورد ساخت و کلاس‌بندی ترموکوپل‌ها، استاندارد ASTM E230 است که توسط ASTM International (قبلاً انجمن استانداردهای تجاری آمریکا) تعیین شده است. این استاندارد ترموکوپل‌ها را بر اساس مشخصات و خواص آنها دسته‌بندی می‌کند.
استاندارد ASTM E230 ترموکوپل‌ها را بر اساس مواد استفاده شده در نقطه جوش (حداکثر دما) آنها، نوع سیم و جفت ترموکوپل مشخص می‌کند. در این استاندارد، ترموکوپل‌ها به چهار کلاس اصلی تقسیم می‌شوند:
- کلاس 1 (Class 1): ترموکوپل‌های این کلاس دقت بالایی دارند و معمولاً برای اندازه‌گیری دقیق دماها استفاده می‌شوند. این ترموکوپل‌ها به طور کلی دارای خطاهای کمتر از 1 درصد هستند.
- کلاس 2 (Class 2): ترموکوپل‌های این کلاس نیز دقت خوبی دارند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت متوسط دارند مناسب هستند. خطاهای آنها معمولاً در محدوده 1-2 درصد قرار دارند.
- کلاس 3 (Class 3): این ترموکوپل‌ها به عنوان گزینه‌های اقتصادی در نظر گرفته می‌شوند و دقت کمتری نسبت به کلاس‌های قبلی دارند. خطاهای آنها معمولاً در محدوده 2-3 درصد قرار دارند.
- کلاس 4 (Class 4): این ترموکوپل‌ها دقت کمتری نسبت به سایر کلاس‌ها دارند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت کمتری دارند مناسب هستند. خطاهای آنها معمولاً بیشتر از 3 درصد است.
همچنین، در استاندارد ASTM E230 جفت ترموکوپل‌ها نیز بر اساس سیم‌های مورد استفاده تعیین می‌شود. برای مثال، نوع K میان دو سیم نیکل-کروم (NiCr) استفاده می‌شود.
لازم به ذکر است که هر استاندارد و سازمان استانداردی ممکن است معیارها و کلاس‌بندی خاص خود را برای ترموکوپل‌ها داشته باشد. لذا در هنگام خرید، بررسی استاندارد مورد استفاده و مشخصات ترموکوپل مورد نظر از اهمیت بالایی برخوردار است.
تعمیر و سرویس دوره ای ترموکوپل
ترموکوپل‌ها به عنوان سنسورهای دما پایدار هستند و برای مدت طولانی می‌توانند عملکرد خوبی داشته باشند. با این حال، در صورت نیاز به تعمیر یا سرویس دوره‌ای ترموکوپل، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:
- بررسی دقت و عملکرد: در صورتی که ترموکوپل دقت کمتری نشان دهد یا عملکرد آن به هر دلیلی قطع شده باشد، ابتدا باید دقت و عملکرد آن را بررسی کنید. از طریق مقایسه با دماسنج مرجع یا بررسی خروجی آن در دماهای مختلف، می‌توانید از صحت عملکرد آن اطمینان حاصل کنید.
- بررسی اتصالات و سیم‌ها: بررسی کنید که آیا تمام اتصالات ترموکوپل به سیم‌ها و سرریزها سالم و محکم هستند. اگر برای تعمیر می‌خواهید ترموکوپل را باز کنید، مطمئن شوید که در هنگام بازکردن و بستن تمام اتصالات به درستی صورت گیرد.
- جبران و یا تعویض سیم‌ها: اگر ترموکوپل دچار خطا در خواندن دما شده است، ممکن است برخی از سیم‌ها شکسته یا آسیب دیده باشند. در این صورت، می‌توانید سیم‌های معیوب را جبران یا تعویض کنید.
- تنظیم و کالیبراسیون: در صورت لزوم، می‌توانید ترموکوپل را تنظیم و کالیبره کنید. این شامل تنظیم مجدد پارامترهای دما و تنظیم دقت ترموکوپل است. برای این کار، می‌توانید از تجهیزات کالیبراسیون مناسب استفاده کنید.
- مراقبت و نگهداری: پس از تعمیر و سرویس دوره‌ای، مراقبت و نگهداری صحیح از ترموکوپل بسیار مهم است. بررسی دوره‌ای و رفع مشکلات کوچک، نظافت منظم و حفظ شرایط کاری مناسب می‌تواند عمر ترموکوپل را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
در صورت عدم توانایی در تعمیر یا سرویس دوره‌ای ترموکوپل، بهتر است به تکنسین مجرب یا تأمین‌کننده ترموکوپل مراجعه کنید.
شرایط محیطی کار با ترموکوپل
ترموکوپل‌ها به طور کلی در محیط‌های مختلف و در شرایط متنوعی کار می‌کنند. با این حال، برخی از ترموکوپل‌ها ممکن است در شرایط خاصی بهتر عمل کنند و در شرایط دیگر نیاز به محدودیت‌ها و توجه‌های خاصی داشته باشند. در زیر برخی از شرایط محیطی که باید در نظر گرفته شوند را ذکر می‌کنم:
- دما: برخی ترموکوپل‌ها می‌توانند در دماهای بسیار بالا مانند 2000 درجه سانتیگراد (3632 درجه فارنهایت) یا بسیار پایین مانند -200 درجه سانتیگراد (-328 درجه فارنهایت) عمل کنند. برای استفاده بهینه از ترموکوپل، حداکثر و حداقل دماهای قابل قبول توسط تولید کننده یا استانداردها را بررسی کنید.
- فشار: ترموکوپل‌ها در فشارهای مختلف عمل کرده و دما را اندازه‌گیری می‌کنند. اما برخی ترموکوپل‌ها نیاز به حفاظت از فشارهای بالا دارند، مانند ترموکوپل‌های مورد استفاده در صنعت فشار بالا یا در محیط‌های آزادی با فشار بالا مانند زیردریایی‌ها.
- محیط شیمیایی: برخی ترموکوپل‌ها در محیط‌های شیمیایی قابل استفاده هستند، در حالی که برخی دیگر نمی‌توانند با تمامی مواد شیمیایی سازگار باشند. در صورت قرارگیری ترموکوپل در محیط‌های شیمیایی، باید از سازگاری مواد ترموکوپل با آن محیط اطمینان حاصل کرده و در صورت لزوم اقدام به استفاده از ترموکوپل های خاص برای این شرایط نمایید.
- رطوبت: رطوبت بالا ممکن است برخی ترموکوپل‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. برای استفاده در محیط‌های با رطوبت بالا، ترموکوپل‌ها با پوشش مناسب مانند پوشش مقاوم در برابر رطوبت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- ویبراسیون و شوک: در برخی برنامه‌ها، ترموکوپل‌ها ممکن است با ویبراسیون‌ها و شوک‌های مکانیکی روبرو شوند. در این صورت، ترموکوپل‌ها باید با پوشش و محافظت مناسب برای مقابله با ویبراسیون‌ها و شوک‌ها طراحی شوند.
در هر صورت، برای استفاده موثر از ترموکوپل در شرایط خاص، مشخصات فنی و راهنمایی‌های تولید کننده را مطالعه کنید و از ترموکوپل‌های معتبر و مناسب برای شرایط مورد نیاز خود استفاده کنید.
ترموکوپل در چه صنایعی مورد استفاده قرار می گیرد
ترموکوپل‌ها در صنایع مختلف به عنوان سنسورهای دما استفاده می‌شوند. برخی از صنایعی که از ترموکوپل‌ها بهره می‌برند عبارتند از:
- صنعت نفت و گاز: ترموکوپل‌ها در صنعت نفت و گاز برای اندازه‌گیری دما در سیستم‌های حفاری، ایستگاه‌های تقویت گاز و نفت، صنایع پالایشگاهی و غیره استفاده می‌شوند.
- صنعت فولاد: در فرآیندهای تولید فولاد مانند ذوب، تغییر شکل و کنترل دما، ترموکوپل‌ها استفاده می‌شوند.
- صنعت شیمیایی: ترموکوپل‌ها در صنایع شیمیایی برای کنترل دما در واحدهای تولید، فرآیندهای شیمیایی و سیستم‌های خنک کننده استفاده می‌شوند.
- صنعت متالورژی: در فرآیندهای مربوط به تولید و فرآوری فلزات مانند فرآیندهای الکترولیز، کوره‌ها و کنترل دما در ماشین‌آلات متالورژی، ترموکوپل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- صنعت آلیاژسازی: ترموکوپل‌ها در فرآیندهای آلیاژسازی و کنترل دما در آنها، مانند ذوب و آلیاژسازی فلزات، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- صنایع غذایی: در صنایع غذایی برای کنترل دما در فرآیندهای پخت و پز، تهیه غذا و سیستم‌های خنک کننده از ترموکوپل‌ها استفاده می‌شود.
همچنین، ترموکوپل‌ها در صنایع دیگری مانند صنعت آلایشگی، صنعت خودروسازی، صنعت داروسازی و تولید انرژی نیز استفاده می‌شوند.
