ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل که به آن جفت حرارتی نیز گفته می‌ شود، با توجه به پدیده های فیزیک تولید شده است که با اتصال دو فلز الکتریکی ناهمگون با یکدیگر بعد از گرم شدن محل اتصال الکتریسیته تولید می گردد.
در ترموکوپل دو فلز غیر هم جنس از یک طرف به یکدیگر اتصال دارند و برای تولید برق باید محل اتصال دو فلز حرارت داده شود؛ اما دو سر دیگر فلزات آزاد بوده و جهت تولید برق کاربرد دارد.
برقی که در چنین شرایطی تولید شده بسیار ضعیف است از اختلاف پتانسیل دو سر مفتول ها بر اثر حرارتی که به آن ها اعمال می شود، به وجود می آید.
با بالاتر رفتن حرارت و دما در محل اتصال دو فلز بر اثر پدیده سیبک، ولتاژی در دو سر آزاد فلزات ایجاد می گردد که این اختلاف ولتاژ با میزان دمای نقطه اتصال ارتباط مستقیم پیدا می کند و به آسانی می توان با استفاده از این پدیده، میزان دمای نقطه اتصال را اندازه گیری کرد.

ترموکوپل یا جفت گرمایی ابزار مناسبی برای اندازه گیری و سنجش دمای بدنه تجهیزات مختلف و اجزاء درونی آنها است؛ این محصول در تنوع بالایی تولید می شود و در هر شرایطی می توان از نمونه های مختلف آن استفاده کرد.
همانطور که گفتیم ترموکوپل ها از دو رشته سیم با دو فلز متفاوت ساخته شده که این دو فلز از یک سمت با یکدیگر ارتباط داشته و دو سر دیگر آن جهت ایجاد مدار الکتریکی آزاد هستند.
برای اینکه به شکل بهتری با نحوه کار ترموکوپل ها آشنا شوید، باید ابتدا اثر ترمو الکتریک را بشناسید.
برای ساخت یک ترمو الکتریک از فلزهای ناهمنام استفاده کرده و در نقطه اتصال آنها با ایجاد اختلاف پتانسیل، موجب سرعت گرفتن الکترون های آزاد می شوند.
تفاوتی که میان سرعت میانگین الکترون ها در منطقه سرد و گرم فلز ایجاد شده، پتانسیل مثبت و منفی را به وجود آورده و باعث به وجود آمدن جرقه می گردد که به این پدیده اثر سیبک می گویند.
میزان سیبک ارتباط مستقیم به نوع فلز و میزان دمای وارد شده به محل اتصال آنها پیدا می کند و همچنین با توجه به سطح مقطع سیم نیز ممکن است که ماکسیمم دمایی ایجاد شده متفاوت باشد.
معمولاً برای محافظت از ترموکوپل ها، آنها را درون غلاف قرار می دهند که در حال حاضر سه نوع از غلاف جهت محافظت ترموکوپل ها وجود دارند که عبارتند از:

غلاف سیمی

برای استفاده در دماهای معمولی کاربرد دارد.
غلاف سرامیکی: جهت استفاده در دماهای بسیار بالا مانند کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

غلاف فلزی

برای استفاده در دماهای کم به کار می رود.

معمولاً ترموکوپل ها سرعت پاسخ‌ دهی بالایی دارند؛ اما زمانی که درون غلاف قرار می گیرند، سرعت پاسخ ‌دهی آنها تا حد زیادی پایین می آید که در هنگام استفاده باید به این نکته توجه شود.

ترموکوپل جزء مهمترین تجهیزات ابزار دقیق در صنعت محسوب می ‌شود که جهت اندازه گیری دما مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع می‌ توان گفت که ترموکوپل یک سنسور دقیق برای اندازه گیری دما است.
می ‌دانیم که ابزار دقیق قلب تپنده هر صنعت بوده که به زبان ساده باید بگوییم تجهیزاتی که برحسب نوع کمیت مورد نیاز واحد تحت کنترل اعم از فشار، دما، دبی و غیره هستند و برای زیرساخت های یک سیستم کنترل و اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند، را ابزار دقیق می گویند.
در کلیه ابزارهای محاسبه گر مانند انواع کنترلر، ترانسمیتر رکوردر، انواع سنسور و غیره جهت اندازه گیری، انتقال، نمایش و ثبت پارامترهای مهم فیزیکی به کار می روند را در گروه ابزار دقیق های اساسی و مهم قرار می دهند.
به طور کلی ابزار دقیق در دو گروه دسته بندی می شود:

1. از لحاظ نوع عملکرد ابزارهایی که جهت کنترل دما، فشار، رطوبت و غیره کاربرد دارند، به نام ترانسمیتر یا منتقل کننده معروف هستند.
2. همچنین از لحاظ نوع عملکرد ابزارهایی که جهت اندازه گیری، کنترل دقیق فشار، فلومتر، سنجش جریان و مواردی از این قبیل مورد استفاده هستند، را ابزارهای پارامتری می نامند.
به طور کلی ابزار دقیق در دو گروه اندازه گیری و کنترل تولید می ‌شود که ترموکوپل ها در گروه ابزارهای پارامتری جهت اندازه گیری دما قرار می گیرند.

ترموکوپل ها در انواع مختلفی از لحاظ جنس فلز و آلیاژ و همچنین شکل طراحی تولید می ‌شوند که در چندین دسته و گروه قرار می گیرند.
هر کدام از این دسته ها از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار بوده و در شرایط و محیط خاصی کاربرد دارند.
از لحاظ حداکثر دمایی قابل اندازه گیری ترموکوپل ها به ۱۲ گروه استاندارد تقسیم بندی می شوند که هر نوع ترموکوپل را با یک حرف انگلیسی به صورت بین ‌المللی شناسایی می کنند که هر حرف نشان دهنده جنس ترموکوپل و محدوده دمایی آن است.
در اینجا به معرفی برخی از مهم ترین انواع ترموکوپل می پردازیم:

ترموکوپل نوع K

ترموکوپل ها در انواع مختلفی از لحاظ جنس فلز و آلیاژ و همچنین شکل طراحی تولید می ‌شوند که در چندین دسته و گروه قرار می گیرند.
هر کدام از این دسته ها از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار بوده و در شرایط و محیط خاصی کاربرد دارند.
از لحاظ حداکثر دمایی قابل اندازه گیری ترموکوپل ها به ۱۲ گروه استاندارد تقسیم بندی می شوند که هر نوع ترموکوپل را با یک حرف انگلیسی به صورت بین ‌المللی شناسایی می کنند که هر حرف نشان دهنده جنس ترموکوپل و محدوده دمایی آن است.
در اینجا به معرفی برخی از مهم ترین انواع ترموکوپل می پردازیم:

ترموکوپل نوع J

این ترموکوپل از فلز آهن، آلیاژهای مس و نیکل و همچنین کنستانتانت ساخته می شود، رنج دمایی این ترموکوپل بین منهای ۱۸۰ درجه سانتیگراد و تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد بوده و از آنجایی که به دلیل وجود فلز اهن احتمال اکسید شدن این ترموکوپل وجود دارد، در صنایع قالب ریزی پلاستیک از آن استفاده می شود. حساسیت این ترموکوپل بالا بوده و در مکان ‌هایی که اکسیداسیون انجام نمی شود به راحتی می ‌توان از این نوع ترموکوپل ها به کار برد.

ترموکوپل نوع N

این نوع ترموکوپل را از چند گروه فلزی که به آنها به صورت تجاری نیکروسیل و نیسیل می گویند، تولید می کنند. محدوده دمایی این ترموکوپل از منهای ۲۷۰ درجه سانتیگراد تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است. حساسیت این ترموکوپل حدود ۳۰ درجه بوده و معمولاً در دماهای بالا کاربرد دارد. تحمل این ترموکوپل در برابر اکسیداسیون شدن در دماهای بالا بیشتر از نوع ترموکوپل K می باشد.

ترموکوپل نوع T

این نوع ترموکوپل را از فلز مس و همچنین آلیاژ کنستانتان تولید می‌کنند که رنج محدوده دمایی این ترموکوپل ها از منهای ۲۵۰ درجه سانتیگراد تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد و این ترموکوپل مناسب برای کار با دماهای پایین هست. اما در برابر رطوبت مقاوم بوده و با داشتن حساسیت بالا به راحتی در صنایع گوناگون می توان از آن استفاده کرد. از آنجایی که این ترموکوپل خطی بوده و رنج درجه حرارت مناسبی دارد و همچنین به دلیل حساسیت بالا و قیمت ارزان تر جزء پر استفاده ترین ها در صنعت است.

ترموکوپل نوع E

این نوع ترموکوپل را با استفاده از فلزات کروم و کنستانتان تولید می کنند که رنج دمایی و عملکرد آن از منهای ۴۰ درجه سانتیگراد تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد بوده و این ترموکوپل حساسیت بالایی داشته و در کاربردهای خلا و همچنین مواردی که نباید سنسور آن حفاظت شود، به کار می رود.

ترموکوپل نوع R

این نوع از ترموکوپل را با استفاده از فلزات پلاتین و رادیوم تولید شده که حساسیت این نوع ترموکوپل پایین بوده و قابلیت تحمل محدوده دمایی منهای ۵۰ درجه سانتیگراد تا ۱۷۰۰ درجه را دارد. از این ترموکوپل برای اندازه گیری دماهای بسیار بالا استفاده می شود و به دلیل نوع حسگر به راحتی آلوده شده و نیاز به حفاظت پیدا می کند.

ترموکوپل نوع B

این ترموکوپل نیز با استفاده از فلز پلاتین و رادیوم تولید شده و داشتن حساسیت بسیار کم و همچنین قابلیت تحمل دما بین منهای صفر درجه سانتیگراد تا ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد بیشتر در صنایع شیشه کاربرد دارد.
یکی از دسته بندی هایی که برای ترموکوپل ها انجام می شود از لحاظ کد رنگی است؛ اما نکته مهم این که کدهای رنگی به صورت بین‌المللی استاندارد نیستند و در کشورهای مختلف کدهای رنگی متفاوت می باشد.

شیوه های ساخت ترموکوپل
ترموکوپل ها در انواع ساده و صنعتی طراحی و تولید می شوند که برای تولید ترموکوپل ساده از یک جفت سیم با یک سر اتصال جوش خورده بدون عنصر کنترل کننده و اتصالات خاص تولید می گردد.
ترموکوپل های ساده که بدون محافظ ساخته می ‌شوند بیشتر برای استفاده در آزمایشگاه ها کاربرد دارند.
ترموکوپل های صنعتی را با شیوه‌ های مختلفی تولید می کنند تا برای هر شرایطی بتوان از نمونه مناسب آن استفاده کرد.
در این بخش به چند شیوه ساخت ترموکوپل که بیشتر در صنایع کاربرد دارد، می پردازیم:

پروب ها

این گروه از ترموکوپل ها همه منظوره بوده و تا دمای ۱۱۰۰ درجه را تحمل می کنند، معمولاً دارای دسته و کابل اتصال بلند و یک پریز بسیار کوچک در انتها هستند. پروپ های قابل حمل دارای سر هایی با اشکال مختلف برای اندازه گیری دمای سطح مواد نیمه جامد و انواع فرو رونده و دارای یک سر اتصال با زاویه قائم برای اندازه گیری دمای انواع مایعات است.

ترموکوپل پیچی

این ترموکوپل ها دارای سرهای پیچی هستند که جهت پیچ کردن به ابزارهای مختلف مانند موتورها و ماشین های الکتریکی و غیره کاربرد دارد.

ترموکوپل های حلقوی

این ترموکوپل ها برای اندازه گیری دمای لوله ها و اشیا مدور کاربرد دارند، اتصال ترموکوپل ها درون حلقه صورت می گیرد.

ترموکوپل های واشری

از این نوع ترموکوپل برای اندازه گیری دمای انشعاب ها، لوله ها و همه ابزارهای صنعتی که دارای واشر هستند، با امکان اتصال به آنها به کار می رود.

ترموکوپل های فرو رونده

از این ترموکوپل ها برای وارد کردن به داخل یک مایع یا مخزن جهت اندازه گیری دما استفاده شده و با قرار دادن حسگر درون یک جدار فلزی ضد زنگ، این عملیات انجام می شود.

ترموکوپل با سر ترمینالی

ترموکوپل با سر ترمینالی در چند اندازه و شکل مختلف تولید شده که جهت کنترل فرآیندها مورد استفاده قرار می گیرد.

از ترموکوپل ها می توان بدون هیچ گونه عایقی نیز در شرایط مختلف استفاده کرد؛ اما در شرایط صنعتی و کاربردهای سخت بهتر است تا برای مقاوم کردن ترموکوپل ها در برابر دمای محیط از عایق و محافظ استفاده شود.
در حال حاضر هنوز هیچ نوع عایق استانداردی جهت ترموکوپل ها تولید نشده؛ اما از چند نوع عایق مختلف برای این منظور استفاده می کنند.
در اینجا به معرفی چند نوع از عایق های پر استفاده تر می پردازیم:
عایق تفلون
عایق تفلون مقاومت بالایی داشته و از آن در محدوده دمایی منهای ۲۵۰ درجه سانتیگراد تا محدوده دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد به راحتی استفاده می‌ گردد.
عایق فایبرگلاس
از این عایق در محدوده دمایی بین منهای ۵۰ درجه سانتیگراد تا ۵۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود.
عایق PVC
از عایق پی وی سی جهت محدوده دمایی منهای ۳۰ درجه سانتیگراد تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می کنند.

برای اینکه ترموکوپل در محل مورد نظر قرار بگیرد باید از برخی اتصالات استفاده شود.
معمولاً روش های مختلفی برای نصب اتصالات ترموکوپل وجود دارد که برخی از آن ‌ها متداول تر است.
در اینجا به سه روش پر کاربرد و نحوه نصب اتصالات ترموکوپل اشاره می‌ کنیم:
اتصال عایق شده
از اتصال عایق شده برای محیط های خورنده و کاربردهایی که فشار زیادی داشته، به کار می برند و زمان پاسخ دهی اتصال عایق شده بسیار طولانی است.
اتصال زمین شده
این نوع اتصال برای محیط های خورنده و با فشار بالا کاربرد دارد و به دلیل وجود اغتشاشات الکتریکی و حلقه های زمین، سرعت پاسخ دهی کمتر می باشد.
اتصال قابل دسترس
جزء سریع ترین اتصالات که پاسخ می دهد و برای اندازه گیری محیط های خورنده مناسب نیست. این نوع اتصال با سرعت بیشتری دچار آسیب دیدگی شده و از آن جهت اندازه گیری دمای هوا و گازها استفاده می کنند.

ترموکوپلها هنوز هم جزء بهترین سنسورها برای اندازه گیری دما محسوب می شوند، به همین جهت در صنایع گوناگون می توان از آنها استفاده کرد.
از مهمترین کاربردهای ترموکوپل ها در صنایع می ‌توان به برخی از موارد ذیل اشاره کرد:
در زمینه تولید لوازم گاز سوز جهت ایمن تر کردن این تجهیزات
در صنایع مختلف مانند کوره ها جهت اندازه گیری دمای دودکش
در شومینه جهت قطع و وصل به موقع گاز
در کلیه صنایع دارویی و مواد غذایی
در صنایع خودرو سازی و همچنین نیروگاه ‌های برق
در صنایع بنیادی نفت و گاز و پتروشیمی و همچنین کشتی سازی

تا اینجا دریافتیم که ترموکوپل ها انواع مختلفی از لحاظ نحوه تولید، نوع فلزات به کار برده شده و همچنین محل نصب دارند.
در صورتی که انواع گوناگون ترموکوپل را بشناسید در هنگام خرید می توانید با توجه به نیازهای خود بهترین نوع این محصول را تهیه کنید.
در اینجا به بخشی از مهمترین فاکتورهایی که در هنگام خرید ترموکوپل باید به آنها توجه شود، اشاره داریم:

مشخص کردن کاربرد ترموکوپل

مشخص کردن صنعت و کاربردی که قرار است از ترموکوپل استفاده شود، باید از مهمترین اهداف در هنگام خرید قرار بگیرد.

تعیین دامنه دمای ترموکوپل

مشخص کردن محدوده های دمایی که از ترموکوپل استفاده شده کمک می کند تا ترموکوپل مناسب انتخاب گردد.

تعیین زمان دریافت پاسخ

با توجه به نوع غلاف هایی که بر روی ترموکوپل قرار می‌ گیرد زمان پاسخ آن ‌ها متفاوت بوده و مشخص کردن مدت زمان لازم موجب انتخاب صحیح می شود.

تعیین مقاومت شیمیایی سایش یا لرزش

با تعیین شرایط محیط مورد استفاده می توان از ترموکوپل های الکترونیکی غلاف جدا یا محافظت شده استفاده کرد.

شرایط نصب

قبل از اقدام به خرید شرایط و محل نصب ترموکوپل را باید بررسی کرده تا مطابق فضای موجود محصول انتخاب گردد.

در هنگام تهیه ترموکوپل برای خریداران عمده قیمت آن اهمیت زیادی پیدا می ‌کند، خوب است بدانید که قیمت ترموکوپل با توجه به عوامل مختلفی مانند: رنج دمایی، کارکرد ترموکوپل، تیپ ترموکوپل، طول و اندازه ترموکوپل، جنس غلاف مورد استفاده در آن نحوه اتصال ترموکوپل و بسیاری از موارد دیگر بستگی پیدا می کند.
عیر از عوامل ذکر شده، باید برخی از عامل های اقتصادی مانند برند کارخانه تولید کننده و نحوه عرضه و فروش آن را نیز اضافه کرد.
با انتخاب بزرگترین مرکز فروش ترموکوپل به صورت مستقیم می توانید، از کیفیت محصولات ارائه شده اطمینان کافی داشته باشید.
همچنین در این مرکز با ارائه مستقیم ترموکوپل از کارخانجات برند تولید کننده، از هر گونه افزایش قیمت بی دلیلی جلوگیری شده و با مناسب ترین قیمت ممکن در بازار به دست مصرف کننده نهایی می ‌رسد.
به دلیل تنوع بالای انواع ترموکوپل باید قبل از خرید با کارشناسان این مجموعه ارتباط گرفته، تا به صورت رایگان اطلاعات لازم و کاربردی متناسب با نوع نیاز شما را در اختیارتان بگذارند، سپس به صورت آگاهانه اقدام به ثبت سفارشات خود نمایید.