ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل ها متداول ترین تجهیز جهت اندازه گیرهای الکتریکی دما در صنعت هستند. مکانیزم  ترموکوپل براساس پدیده سی بک (Seebeck) می باشد که اختلاف دما بین دو نقطه را به ولتاژ تبدیل می کنند. 

ساختار ترموکوپل چیست ؟

ترموکوپل از دو فلز تشکیل شده و این دو فلز متفاوت در انتها به هم وصل می شوند. هنگامی که اتصال دو فلز گرم می شود یا خنک می شود ، یک ولتاژ ایجاد می شود که می تواند با درجه حرارت تناسب ایجاد کند. ترموکوپل یک سنسور دما ساده ، مقاوم و مقرون به صرفه است که در طیف گسترده ای از فرآیندهای اندازه گیری دما مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع ترموکوپل

1) ترموکوپل نوع K :

این ترموکوپل از سیم فلزی Ni-Cr  (به نام تجاری کرومل  Chromel ) و  Ni-Al (به نام تجاری آلومل  Alumel) ساخته می شود. این ترموکوپل ارزان قیمت است و یکی از پرکاربردترین و متداولترین نوع ترموکوپل ها می باشد.  رنج عملکرد دمایی آن بین (1300−250 )°C   (این رنج مطلق نیست و بسته به سازنده و نوع ظاهری آن متفاوت خواهد بود بطور مثال ترموکوپل های سیمی شکل نوع K رنج  (250 - 40- ) °C می باشد و نوع میله ای آن قادر به اندازه گیری تا محدوده 1300 درجه هستند).  ترموکوپل نوع K بخاطر استفاده از مس خاصیت ضد اکسیداسیون دارد لذا در کوره هایی که اکسیداسیون رخ می دهد مناسب است.

2)  ترموکوپل نوع J :

این ترموکوپل از فلز آهن ( Fe ) و آلیاژهای مس- نیکل Cu-Ni (Constantan )  ساخته می شود. رنج دمایی این ترموکوپل بین (800-180)°C است. به دلیل احتمال اکسید شدن آهن این ترموکوپل، در صنایع قالب ریزی پلاستیک استفاده می شود. حساسیت ترموکوپل نوع J ، به اندازه ی 51 µV/°Cاست. در ترموکوپل نوع J به علت وجود آهن در مکانهایی که امکان اکسیداسیون وجود دارد بهتر است استفاده نشود.

3) ترموکوپل نوع  E:

این ترموکوپل با استفاده از فلزات Ni-Cr (کرومل) و Cu-Ni (Constantan ) ساخته می شود. رنج عملکرد دمایی آن، بین (900−40) °C است. این ترموکوپل با 62 µV/°C  بیشترین حساسیت را دارد و می توان از آن در کاربردهای خلاء و مواردی که سنسور در آن حفاظت نشده، استفاده کرد.

4) ترموکوپل نوع T :

این ترموکوپل از مس Cu و آلیاژ Cu-Ni  (Constantan) ساخته می شود. رنج عملکرد دمایی این نوع ترموکوپل، بین (400−250 )°Cاست. این ترموکوپل نسبتا ارزان و برای کاربردهای با دمای پایین مناسب است و در برابر رطوبت مقاوم است. حساسیت این ترموکوپل، 46 µV/°C  است. ترموکوپل نوع T در صنعت به دلایل زیر بیشتر مورد استفاده می گیرد :
   1)   نسبت به تمام انواع ترموکوپل خطی تر است
   2)  رنج درجه حرارت مناسبی دارد
   3) همچنین از حساسیت خوبی برخوردار است

5)   ترموکوپل نوع N :

این ترموکوپل از فلزهای Ni-Cr-Si (به نام تجاری نیکروسیل) و Ni-Si-Mg (به نام تجاری نیسیل  Nisil) ساخته می شود. محدوده دمائی آن بین (1300-270)°C است. حساسیت این ترموکوپل، 30 µV/°C  است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین تحمل این سنسور در برابر اکسید شدن در دماهای بالا بهتر نوع K می باشد.

6)    ترموکوپل نوع  R،S وB :

این ترموکوپل ها با استفاده از Pt-Rh (پلاتین - رادیوم) با ترکیبات مختلف ساخته می شود (تفاوت این سه نوع در میزان پلاتین آنهاست). محدوده دمایی آن تقریبا ( 1750-50 )°C  است.