:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله دی ۱۳ام, ۱۴۰۲ در ۰۲:۲۳ ب٫ظ
در این مقاله قصد داریم درباره مزایا و معایب ترموکوپل با شما عزیزان صحبت کنیم. با ما تا انتهای این مقاله همراه باشید تا در این زمینه اطلاعات مفیدی را در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. در اندازه گیری دما، اصطلاح ترموکوپل (Thermocouple) رایج است و عمدتاً به عنوان سنسور اندازه گیری دما استفاده می گردد. حسگر دما ترموکوپل می تواند از دماهای بسیار پایین تا دماهای بسیار بالا را در پروسه های صنعتی به راحتی و بدون کوچکترین مشکلی اندازه گیری نماید.
مزایای ترموکوپل
کارکرد ساده
یک ترموکوپل از دو فلز غیرهمنوع تشکیل شده است و نقطه تماس یک ولتاژ مدار باز کوچک به عنوان تابعی از دما ایجاد کند.
قیمت بسیار مناسب
از آنجاکه سنسور ترموکوپل ساده ترین ساختار در بین تمام سنسورهای دما را دارد، در نتیجه پایین ترین قیمت را دارد.
دامنه دمایی وسیع
ترموکوپل ها محدوده دامنه عملیاتی وسیعی دارند. از این سنسورها می توان در دماهای بسیار بالا استفاده کرد. با توجه به استانداردهای EN/ANSI و رایج ترین کاربردهای صنعتی، سنسورهای ترموکوپل برای اندازه گیری و کنترل دما در محدوده 200- تا 2500+ درجه سانتی گراد مورد مصرف قرار می گیرند.
ساختار ناهموار
حسگر دما ترموکوپل، ساختار ساده، اما ناهموار دارد. ترموکوپل را می توان در محیط های سخت استفاده کرد. زیرا در برابر لرزش، عوامل فیزیکی، شیمیایی و ضربه مقاوم است.
ویژگی Self-powered
ترموکوپل یک دستگاه فعال Self-powered است، بنابراین نیازی به منبع جریان یا ولتاژ ندارد.
ابعاد و اندازه مناسب
جفت های حرارتی محل اتصال کوچکی دارند. خواص دینامیکی مناسب جفت های حرارتی به طور مستقیم با اندازه کوچک آنها مرتبط است. بنابراین، می توان آن را به راحتی نصب کرد.
تایپ های گوناگون
شما می توانید از بین انواع مختلف جفت های گرمایی که با حروف بزرگ نامگذاری شده اند انتخاب کنید که ترکیب آنها را نشان می دهد. رایج ترین انواع ترموکوپل ترموکوپل ها عبارتند از B، E، K، N، R، S و T.
کد رنگ
تمام انواع سنسورهای Thermocouple دارای کد رنگی هستند و سیم قرمز همیشه پایه منفی است (بر خلاف قراردادی که برای برق DC استفاده می شود، جایی که پایه قرمز معمولاً نشان دهنده مثبت است).
قابلیت اتصال به زمین
محل اتصال سنسور را می توان به زمین متصل و در تماس مستقیم با فلز محفظه اطراف قرار داد که زمان پاسخگویی سریع تری را به شما نشان دهد.
بدون ویژگی self-heating
جفت حرارتی مستعد self-heating نیست و ذاتا ایمن است. زیرا به هیچ قدرت تحریکی نیاز ندارد.
کاربردهای گسترده در پروسه های فرآیند صنعتی
ترموکوبل را می توان در کاربردهای گسترده ای مانند کوره های قوس الکتریکی، ماشین های مه شکن، توربین های گازی، موتورهای دیزلی، اجاق های صنعتی، سیستم های کنترل گاز و سیستم های هوافضا استفاده کرد.
تاریخچه طولانی
ترموکوپل تاریخچه ای طولانی ای دارد. اولین پایه Thermocouple توسط توماس یوهان Seebeck در سال 1821 کشف شد. سی سال بعد همبستگی های دقیق توسط ویلیام تامسون پیدا شد.
معایب ترموکوپل
غیر خطی بودن
ترموکوپل مشکلات غیرخطی جدی در محدوده اندازه گیری دما بالا دارد و منجر به خطای بزرگ در نتایج اندازه گیری می گردد. انواع، مشخصات و ساختار انواع جفت های حرارتی تقریباً همگی مشکل جدی غیرخطی بودن را دارند و بین خروجی آن و دمای اندازه گیری شده رابطه غیرخطی وجود دارد.
مشکلات دقت اندازه گیری
محدودیت دیگر سنسورها دقت اندازه گیری است. در جفت های گرمایی، قرائت دما به خطاهای کمتر از 1 درجه سانتیگراد ممکن است دشوار باشد. emf یا ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل بسیار کم است. در نتیجه، جریان اشتباه از طریق ترموکوپل می تواند یک افت IR ایجاد کند که می تواند بر ولتاژ ترموالکتریکی که در سراسر ترموکوپل اندازه گیری می شود تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، تجهیزات اندازه گیری باید امپدانس ورودی بسیار بالایی داشته باشند تا جریان اضافی وارد نشود که می تواند بر ولتاژ اندازه گیری شده تأثیر بگذارد.
خطا در دقت اندازه گیر به علت تداخل
به دلیل ولتاژ کوچک خروجی ترموکوپل، تداخل الکتریکی می تواند باعث ایجاد خطا در هنگام استفاده از ترموکوپل در محیط های پر سر و صدا شود. (به عنوان مثال، نزدیک چراغ برق یا تجهیزات رادیویی)
مشکلات خورندگی
ترموکوپل ها به محافظت بیشتری در برابر خوردگی نیاز دارند. سیم ها می توانند بسیار ظریف باشند و ممکن است به راحتی بشکنند. برای کاهش کرنش تحمیل شده به سیم های ترموکوپل باید دقت خاصی صورت گیرد.
برداشت ولتاژ
دریافت ولتاژ سرگردان امکان پذیر است. ولتاژهای ترموالکتریک پایین، امپدانس های هادی بالا و ورودی های امپدانس بالا تجهیزات اندازه گیری، سیم های ترموکوپل بلند را به آسانی برای دریافت سیگنال های اشتباه از تجهیزات و خطوط برق مجاور تبدیل می کند. این معمولاً به این معنی است که ممکن است فیلتر اضافی در قالب فیلتر پایین گذر مورد نیاز باشد، به ویژه برای حذف نویز خط برق. اکثر ابزارهای مدرن در حال حاضر شامل این فیلتر هستند.
نیاز به جبران ساز دارد
اتصال سرد و جبران سرب ضروری است. مدار رابط باید جبران اتصال سرد را فراهم کند و مکان مدار اتصال سرد برای به دست آوردن اندازه گیری دقیق بسیار مهم است.
مشکلات اتصال
خطای احتمالی اندازه‌گیری اغلب نتیجه اتصالات ضعیف است که باعث مشارکت ناخواسته ولتاژ ترموالکتریک در ولتاژ اندازه‌گیری ما می‌شود. در صورت نیاز به افزایش طول سیم های ترموکوپل، باید از نوع صحیح کابل افزایش برای ترموکوپل استفاده کنید. جایگزینی هر نوع دیگری، اتصالات ترموکوپل اشتباه را به سیستم اندازه گیری ما اضافه می کند. اگر از ترمینال‌ها برای اتصال سیم‌ها استفاده می‌شود، باید به‌علاوه کانکتورهایی را انتخاب کنید که از همان نوع مواد ساخته شده‌اند، مگر اینکه بتوانید اطمینان حاصل کنید که اتصالات در همان دما نگه داشته می‌شوند. همچنین باید هنگام برقراری اتصالات، قطبیت مناسب را رعایت کنید.
نتیجه گیری
در این مقاله به بررسی مزایا و معایب ترموکوپل پرداختیم. اگر سوالی در این زمینه دارید، حتماً در بخش دیدگاه های همین مقاله آن را بیان کنید.
ثبت ديدگاه