:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله بهمن ۸ام, ۱۴۰۳ در ۰۷:۲۸ ق٫ظ

در این مقاله به بررسی جامع تعمیر ترموکوپل صنعتی و عیب یابی کامل آن خواهیم پرداخت. حسگر دما ترموکوپل، هیچ قسمت متحرکی ندارد و بسیار مقاوم است. با این حال، جفت های حرارتی در طول زمان، دقت خود را از دست می دهند و ممکن است در اثر گرم شدن بیش از حد در حین استفاده یا خطای انسانی آسیب های جدی ببینند. خیلی از عزیزان درباره موضوع خرابی و هیب یابی سنسورهای دما سوالات بسیاری از ما می پرسند. از این رو تصمیم گرفتیم در یک مقاله جامع درباره این موضوع بسیار مهم توضیح دهیم. پس با ما تا انتهای این مقاله همراه باشید. در این مطلب ما 18 مورد از رایج ترین خطاها و نحوه جلوگیری و حل آنها را مورد بحث قرار خواهیم داد.

اندازه‌گیری دقیق دما برای بسیاری از کاربردها در صنایع پالایش و پتروشیمی حیاتی است. یک مجموعه ترموکوپل بادوام ابزار اندازه‌گیری دما برای اکثر فرآیندهای پالایشی است. اما به همان اندازه که جفت های حرارتی محکم و قابل اعتماد هستند، برای همیشه دوام نمی آورند. آنها همچنین می توانند در اثر استفاده نادرست یا دمای شدید آسیب ببینند.

مطالعه بیشتر: ترموکوپل چیست

تصمیم در مورد تعورض یا تعمیر ترموکوپل به عوامل گوناگونی بستگی دارد. هزینه نهایی مطمئناً یکی از موارد مهم است، زیرا تعمیر جفت های حرارتی بزرگ نسبت به تعویض آنها هزینه کمتری دارد. یکی دیگر از مواردی که باید مورد توجه قرار گیرد، زمان از کار افتادن است که در هنگام تعویض سنسورهای قدیمی یا آسیب دیده ضروری است.

انواع خطاهای رایج ترموکوپل

  1. مدار باز: بدون ولتاژ خروجی یا خواندن دما.
  2. اتصال کوتاه: خروجی مداوم ولتاژ بالا یا خوانش دما نادرست.
  3. رانش: انحراف تدریجی و مداوم از خوانش دقیق دما.
  4. خروجی ناسازگار: اندازه‌گیری دما در نوسان یا نامنظم.
  5. مشکلات مربوط به اتصال مرجع: خطاهای جبرانی ناشی از اندازه گیری نامناسب دمای مرجع.

1) خطاهای مرتبط با اندازه گیری دمای حسگر دما ترموکوپل

ترموکوپل ها به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا مقاوم هستند، نسبتاً ارزان هستند، دقت کافی برای اکثر مصارف صنعتی و نیمه صنعتی دارند و به منبع تغذیه خارجی هیچگونه نیازی ندارند. سنسورهای ترموکوپل همچنین به دلیل محدوده اندازه گیری گسترده آنها ارزش گذاری می شوند. بسته به متریال مورد استفاده، یک سنسور ترموکوپل می تواند دما را از 200- درجه سانتیگراد تا 1372+ درجه سانتیگراد اندازه گیری کند. با این حال، به دلایل مختلف، خطاهای اندازه گیری ترموکوپل ممکن است رخ دهد.

راه حل: ساده ترین راه برای بررسی صحت دقت و کارکرد جفت حرارتی، شبیه سازی اندازه گیری با استفاده از ژنراتور میلی ولت است که مستقیماً به دستگاه نشانگر متصل می گردد. مقادیر داده شده در سری ولتاژ را تنظیم کنید و قرائت ها را با دماهای تعیین شده مقایسه کنید. این سریع ترین راه برای تعیین اینکه آیا خطی سازی یا محدوده اندازه گیری مجموعه به درستی انتخاب شده است یا خیر.

برای آزمایش سریع، یک تکه سیم جبران ساز را جدا کنید، سیم ها را در یک انتها بچرخانید و دستگاه نشانگر را وصل کنید. سیم های پیچ خورده یک جفت گرمایی را تشکیل می دهند که با گرم کردن محل اتصال می توانید عملکرد اولیه دستگاه را بررسی کنید.

اگر به درستی کار نمی کند، دلیل خرابی ترموکوپل را بررسی کنید.

مطالعه بیشتر: انواع ترموکوپل کدامند

2) انتخاب اشتباه در تایپ سنسور

مشکل: اغلب با این مواجه می شویم که تایپ سنسور ترموکوپل اشتباه انتخا شده است. این نوع خطا به این دلیل رخ می دهد که انواع مختلفی از این سنسورها وجود دارد، به عنوان مثال، سنسورهای تایپ K، تایپ J یا تایپ S برای دماهای بالا مورد استفاده قرار میگیرند. نوع استانداردهای Thermocouple به 2 صورت Base Metal و Noble Metal وجود دارند.

بایستی خیلی مراقب باشید زیرا هر کدام از تایپ ها محدوده، دقت و خروجی الکتریکی متفاوتی دارند. انتخاب تایپ اشتباه هنگام نصب می تواند باعث اندازه گیری اشتباه شود.

راه حل: انواع مختلف سنسورهای ترموکوپل بر این اساس کد رنگی دارند. همیشه قبل از تنظیم فرستنده، کد رنگ روی ژاکت ترموکوپل را بررسی کنید.

3) اتصال نادرست حسگر قطبیت معکوس

مشکل: رایج ترین خطا هنگام اتصال ترموکوبل این است که قطبیت سیم های سرب معکوس یا تغییر می کند. در این حالت دمای اندازه گیری شده به دلیل اختلاف دما بین دو سر پایه ها (Leads) نادرست خواهد بود.

چنین اشتباهاتی به این دلیل اتفاق می افتد که به طور شهودی انتظار داریم که سیم قرمز مثبت باشد. با این حال، سیم قرمز در کابل های ترموکوپل معمولا منفی است.

راه حل: اتصال ترموکوپل را دوباره بررسی کنید و در صورت لزوم سیم ترموکوپل را تعویض کنید.

4) تغییرات دما در اطراف محل اتصال مرجع

مشکل: به خاطر داشته باشید که Thermoocuple اختلاف دما را در دمای واقعی اندازه گیری می کند، نه دمای مطلق. بنابراین، دستگاه های نزدیک مانند فن ها می توانند باعث نوسانات دما و در نتیجه قرائت nدما اشتباه شوند.

راه حل: فن ها یا سایر منابع خنک کننده یا گرمایشی را در نزدیکی محل اتصال مرجع (اتصال سرد) قرار ندهید. همچنین از عایق بودن رابط ترموکوپل اطمینان حاصل کنید، زیرا این امر به محافظت از آن در برابر دمای شدید کمک می کند.

5) حسگر دما در بیش از یک مکان به زمین متصل شده است

مشکل: اگر یک حسگر دما در بیش از یک مکان به زمین متصل گردد، یک پدیده منفی به نام (ground loop) ممکن است رخ دهد. این شامل جریانی است که از طریق سنسور از یک زمین به زمین دیگر می گذرد و در نتیجه میدان های الکترومغناطیسی ایجاد می گردد. این میدان ها با فرکانس های رادیویی تداخل دارند که به نوبه خود بر دقت اندازه گیری دما تأثیر می گذارد.

راه حل: فرستنده (سر اتصال) یا کنترل کننده یا ضبط کننده را اتصال به زمین کنید، اما نه هر دو را همزمان.

6) اختلاف در آلیاژهای فلزی سیم های جفت حرارتی

مشکل: درصد آلیاژهای فلزی که سیم‌ های دماسنج اندازه گیری دما از آنها ساخته می‌ شود، می‌ تواند از دسته‌ ای به دسته دیگر کمی متفاوت باشد. برخی از خطاها در دقت سنسورهای دما، به دلیل فرآیند ساخت، اجتناب ناپذیر است. دقت معمولی ± 1-2 درجه سانتیگراد است که برای اکثر کاربردهای صنعتی کافی است.

راه حل: اگر پروسه فرآیند شما به دقت فوق العاده بالایی نیاز دارد، سنسورهایی با سیم های محدود خاص سفارش دهید. آنها با بالاترین تلورانس تولید می شوند تا ناخالصی ها را تا حد امکان پایین نگه دارند و در نسبت های آلیاژی تا حد امکان سازگاری داشته باشند.

همچنین مراقب خرید ترموکوپل از تامین کنندگان مورد اعتماد باشید. در شرکت مانیاد صنعت رادین آژند، ما مراقب کیفیت سنسورهای ترموکوپل هستیم تا از بروز مشکلات آلیاژ سیم تا حد امکان جلوگیری کنیم.

7) کاهش عمر مفید کارکرد سنسورهای ترموالکتریک

مشکل: مانند هر محصولی، بالاخره ترموکوپل مورد استفاده اگر چند سال مورد استفاده قرار بگیرند، عمر مفید آن ها کاهش پیدا میکند. این دستگاه ها در معرض دماها، فشارها و سایر نیروها هستند که به ناچار باعث فرسوده شدن آنها می شود.

راه حل: سنسور قدیمی را با سنسور جدید تعویض کنید. تعمیر و نگهداری منظم به کُند کردن روند فرسودگی تجهیزات اندازه گیری کمک می کند.

8) سایر خطاهای احتمالی و دلایل آنها

  • ابزار نشانگر این درجه حرارت اتاق را نشان می دهد (ترموکوپل یا کابل آسیب دیده)
  • نشانه از لحاظ Value سازگار است، اما با علامت منفی (قطبیت در دستگاه اشاره گر عوض شد)
  • دمای مشخص شده به وضوح خیلی زیاد است که نشانه بوجود آمدن رانش است. (قطبیت تعویض شده سیم پیوند برابر پتانسیل روی سر اتصال [دو ترموکوپل اضافی در نتیجه تعویض سیم ایجاد می شود] و همچنین خط انبساط صحیح نیست.
  • نشانه به وضوح خیلی زیاد یا خیلی کم است . (خطی سازی نادرست در دستگاه اشاره گر و خط انبساط نادرست است.)
  • نشانگر با یک مقدار ثابت خیلی زیاد یا خیلی کم است (دمای نقطه مقایسه نادرست است.)
  • نشانه درست است، اما به آرامی در حال حرکت است (دمای نقطه مقایسه ناپایدار است یا اندازه گیری نشده است.)
  • نمایشگر دارای خطای 20 تا 25 درجه سانتیگراد است. (خطی سازی ترموکوپل صنعتی نوع L به صورت J یا بالعکس.)
  • هنگامی که یکی از پایه های ترموکوپل قطع می شود، یک مقدار همچنان نشان داده می شود. (ولتاژهای الکترومغناطیسی با کابل ورودی تداخل دارند و به دلیل عدم جداسازی گالوانیکی و عایق ناکافی، ولتاژهای تداخلی ظاهر شده اند که مثلاً نفوذ می کنند. از طریق عایق کوره حتی پس از جدا کردن هر دو قطب ترموکوپل، مقدار بالایی هنوز نشان داده می شود)

تشخیص عیوب و تعمیر خرابی ترموکوپل صنعتی

  1. از یک مولتی متر برای اندازه گیری ولتاژ خروجی و بررسی صحت اتصال استفاده کنید.
  2. محل اتصال ترموکوپل و سیم کشی را از نظر آسیب فیزیکی یا خوردگی بررسی کنید.
  3. اتصالات شل یا قطع شده را در هر دو انتها بررسی کنید.
  4. مقاومت سیم ترموکوپل را اندازه گیری کنید تا هرگونه شکستگی یا شورت را تشخیص دهید.
  5. دقت اندازه گیری دمای محل اتصال مرجع را تأیید کنید.
  6. اکسیداسیون و خوردگی: محل اتصال را با یک برس نرم یا کاغذ سنباده خوب تمیز کنید.
  7. اتصالات شُل: تمام پیچ های ترمینال را ببندید و از اتصالات اطمینان حاصل کنید.
  8. سیم های آسیب دیده یا فرسوده: در صورت لزوم قسمت آسیب دیده یا کل سیم را تعویض کنید.
  9. قرار گرفتن در معرض دمای شدید: استفاده از ترموول یا غلاف محافظ را در نظر بگیرید.
  10. تداخل الکتریکی: سیم های ترموکوپل را محافظت کنید و از اتصال زمین مناسب اطمینان حاصل کنید.
  11. اهمیت کالیبراسیون منظم برای اندازه گیری دقیق دما را بررسی کنید.
  12. برای کالیبراسیون مجدد با دستورالعمل های سازنده یا یک تکنسین واجد شرایط مشورت کنید.
  13. از تجهیزات یا خدمات کالیبراسیون برای اطمینان از خوانش دقیق استفاده کنید.
  14. اگر خطا از تخصص شما خارج است یا سیستم پیچیده است، با یک متخصص تماس بگیرید.
  15. اگر خطرات ایمنی در میان است، برای رسیدگی مناسب و عیب یابی با یک متخصص مشورت کنید.
  16. بازرسی و نظافت منظم را اجرا کنید.
  17. توصیه های سازنده را برای فواصل و مراحل نگهداری دنبال کنید.
  18. سوابق کالیبراسیون و فعالیت های تعمیر و نگهداری را نگه دارید.

به منظور مشاهده محصولات، بر روی خرید ترموکوپل کلیک کنید.

 

نتیجه گیری

شرکت مانیاد صنعت رادین آژند پیشرو در صنعت در تجهیزات و تاسیسات پایش دما برای صنعت نفت و گاز است. ما می توانیم به شما کمک کنیم تصمیم بگیرید که آیا تعمیر یا تعویض ترموکوپل برای شرایط خاص شما بهتر است یا خیر. به یاد داشته باشید، در حالی که این مقاله راهنمای عیب یابی کلی را ارائه می دهد، ضروری است که به دستورالعمل های سازنده خاص مراجعه کنید و برای مسائل پیچیده ترموکوپل یا سیستم های تخصصی با کارشناسان مشورت کنید. در انتها اگر سوالی در این زمینه دارید در بخش نظرات همین مقاله آن را مطرح فرمایید.

منابع:

  1. https://en.jumo.pl/web/about-us/blog-pl/thermocouple-errors
  2. https://www.aavadinstrument.com/troubleshooting-a-faulty-thermocouple-common-issues-and-solutions/