تفاوت ترمومتر و ترموکوپل

تفاوت ترمومتر و ترموکوپل (Thermocouple vs. Thermometer)، موضوعی است که کمتر کسی به آن توجه دارد. بنابراین تصمیم گرفتیم که این دو نوع از تجهیزات اندازه گیری دما را با هم مقایسه کنیم. اگر تا پایان این مقاله با ما همراه باشید، به شما عزیزان قول می دهیم که اطلاعات خوبی در این زمینه کسب خواهید کرد.

اگر بخواهید کمیت دما را اندازه گیری کنید، از چه دستگاه ها یا تجهیزاتی استفاده می کنید؟ آیا ابزارهای مشابه دیگری به منظور اندازه گیری کمیت فیزیکی دما وجود دارند؟ در صورت وجود داشتن، این تجهیزات اندازه گیر دما چگونه کار می کنند و به شکلی تولید می شوند؟

بررسی تفاوت ترمومتر و ترموکوپل

سنسور ترموکوپل (Thermocouple Sensor) یک تجهیز الکترونیکی یا الکتریکی با دو عدد هادی مختلف است که در دماهای گوناگون، یک اتصال الکتریکی را تشکیل داده و از یک سمت به یکدیگر متصل شده اند و اتصال گرم (Hot Junction) تشکیل می دهند. این نقطه اتصال گرم، جایی است که دما را می توان در آن نقطه اندازه گیری کرد. ترموکوپل یک وسیله ترموالکتریک است و بر اساس پدیده سیبک (Seebeck) کار می کند. ترمومتر (Thermometer) یا دماسنج، وسیله ای دیگری است که آن هم به منظور اندازه گیری حرفه ای گرادیان دما استفاده می شود. ترمومترها دارای دو عنصر مهم اند: یک بخش خود سنسور دما است که در هنگام تغییرات دما، انجام می شود. عنصر دیگر، ابزاری برای تبدیل دما به مقدار عددی است.

سنسورهای Thermocouple، در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. ترموکوپل ها، تجهیزاتی حرفه ای به منظور اندازه گیری کمیت دما در کوره های برقی و حراتی، توربین ها، موتورها و بسیاری از پروسه های فرآیند صنعتی دیگر است. این نوع از کاوشگرها یا پروب های دما، دارای انواع و تایپ های مختلفی هستند که متناسب با محیط مورد استفاده قرار می گیرند. چنانچه می خواهید درباره ترموکوپل های صنعتی بیشتر بدانید، بر روی لینک زیر کلیک کنید.

مطالعه بیشتر: سنسور ترموکوپل چیست و چگونه کار می کند؟

ترمومترها (Thermometer) معمولاً در حوزه های هواشناسی، پزشکی و علمی برای نظارت بر هر پروسه فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند و از این تجهیزات نمی توان در محیط های صنعتی استفاده کرد.

لازم به ذکر است که تاریخچه دماسنج های معمولی (Thermometer)، به 2000 سال پیش برمی گردد. یونانی ها، اولین کسانی بودند که اصول کارکرد ترمومترها را توسعه دادند. در اصل ترکیب thermoscope ها در یک مقیاس بزرگ، ترمومترها یا دماسنج هایی که امروز می شناسیم را، تشکیل می دهند. ترموسکوپ ها تجهیزاتی هستند که قادرند تغییرات دما را نشان دهد. thermoscope از یک لوله که در آن مایع با تغییرات دما بالا و پایین می رود، تشکیل شده و مایع در دماهای بالاتر افزایش و در دماهای پایین تر، کاهش می یابد. از یک ترموسکوپ برای نشان دادن تغییرات چگالی هوا ناشی از تغییرات دما استفاده می شود.

درباره سنسور ترموکوپل بیشتر بدانیم

ترموکوپل ها، معروف ترین، پرکابردترین و حرفه ای ترین تجهیزات به منظور اندازه گیری دما در نقاط و بخش های مختلف هستند. این تجهیزات در صنایع مختلفی نظیر: صنایع غذایی، خودروسازی ها، صنایع نفت و گاز، پتروشیمی ها، پالایشگاه ها، ماشین سازی ها، فولاد و مس، صنایع آهن و بسیاری صنایع دیگر کاربرد دارند. مثلاً یکی از کاربردهای این تجهیزات اندازه گیری دما در صنایع غذایی، کمک به پاستوریزاسیون شیر  است.

تقریباً حدود 1 قرن است که از به وجود آمدن سنسورهای دما می گذرد. اندازه گیری دما با استفاده از ولتاژ، در سال 1822 توسط شخصی به نام توماس سیبک (متولد 1770) کشف شد. این دانشمند توانمند بررسی کرد که ولتاژ زمانی اتفاق می افتد که یک اتصال در نقطه ای که دو فلز مختلف به هم می رسند، وجود دارد و اندازه گیری دما بر اساس تابع ولتاژ است. ترموکوپل ها در طول سال ها تکامل یافته اند. ما دریافتیم که برخی از فلزات برای خواندن دقیق‌تر دما، بهتر از سایرین هستند. کشف پدیده سیبک، انقلابی در حسگرهای اندازه گری دما ایجاد کرد که تا به امروز قابل لمس است. Thermocouple ها دارای انواع مختلفی بوده و در تایپ های مختلف طراحی و تولید می شوند.

رنج دمایی دماسنج ترموکوپل چقدر است؟

دماسنج ترموکوپل همانطور که قبلاً بیان کردیم، در تایپ مختلفی تولید می شوند. رایج ترین نوع آن ها “Base Metal” یا فلز پایه هستند و محدوده اندازه گیری آن ها از 270- الی 1372+ درجه سانتیگراد است. ترموکوپل‌هایی که برای اندازه‌گیری دماهای بالاتر استفاده می‌شوند، به ترموکوپل‌های “فلز نجیب Noble Metal” معروف هستند و میازن رنج دمایی آن ها از 50- الی 1800+ درجه سانتیگراد است.

درباره دماسنج ها یا ترمومترها بیشتر بدانیم

چندین قرن گذشته، بسیاری از دانشمندان به این نتیجه رسیدند که می توان کمیت دما را با استفاده از تجهیزاتی که امروزه به نام ترمومتر می شناسیم، اندازه گیری کرد. این تجهیزات از مایعات مختلفی درون خود استفاده می کنند و زمانیکه سرد می شوند، منقبض و در لحظه ای گرم می شوند، منبسط می شوند.

ترموسکوپ (thermoscope)، اولین نوع دماسنج بود و برای آزمایش، از الکل و جیوه استفاده می کرد. اولین نوع ترموسکوپ از مایع آب استفاده می کرد. اولین دستگاه ترموسکوپ، توسط یک مخترع ایتالیایی به نام گالیله در سال 1593 کشف شد. ترموسکوپ گالیله از یک لامپ شیشه ای در داخل یک لوله باز استفاده کرد. در سال 1612، یک مبدع اهل کشور ایتالیا به نام Santorio Santorio، دستگاه ترموسکوپی ساخت که از مقیاسی با اعداد استفاده می کرد، اما هنوز کامل نشده بود. اولین ترمومتر شیشه ای، توسط فردیناند دوم، ابداع شد. این تجهیز، محتوی درصد زیادی الکل بود و مقیاس عددی دیگری نیز داشت. این وسیله خیلی دقیق نبود و قدیمی ترین دماسنج های مشابه مدل های فعلی، به دهه 1700 برمی گردد. فیزیکدان آلمانی-لهستانی به نام جناب اقای دانیل فارنهایت، دماسنج مدرن را در سال 1709 ایجاد کرد. این دستگاه دارای یک لوله بسته با مقیاس عددی بود که او آن را “مقیاس فارنهایت” نامید.

اولین دماسنج فارنهایتی حاوی الکل بود، اما در سال 1714 او نسخه ای از دماسنج ساخته شده از جیوه را در حالی که از همان مقیاس استفاده می کرد، ساخت. او دمای آب انجماد را 32 درجه فارنهایت و نقطه جوش آن را 212 درجه فارنهایت تعیین کرد و دمای بدن انسان را 98.6 درجه فارنهایت تعیین کرد. در اواخر همان قرن، ستاره شناس سوئدی آندرس سلسیوس نسخه خود را از مقیاس عددی برای اندازه گیری دما توسعه داد. او آن را درجه سانتیگراد نامید که به مقیاس سانتیگراد نیز معروف است.

مقیاس درجه سانتیگراد یا سلسیوس بر اساس مقیاسی است که از صفر تا صد اندازه گیری می گردد. دمای آب انجماد 0 درجه سانتیگراد و آب جوش 100 درجه سانتیگراد است. در این مقیاس دمای بدن 37 درجه سانتی گراد است. جناب آقای دکتر توماس کلیفورد آلبوت، اولین دماسنج پزشکی را در سال 1867 اختراع کرد. اندازه گیری دمای یک نفر پنج تا هفت دقیقه طول می کشید و طول آن 6 اینچ بود. این دماسنج حاوی الکل و جیوه بود و تا به امروز دقیق ترین دماسنج محسوب می شد. دماسنج دکتر آلبوت تقریباً یک قرن بدون تغییر باقی ماند. پس از جنگ جهانی دوم (1939-1945)، کشورها شروع به توسعه نسخه های مدرن این دماسنج کردند. آنها شروع به استفاده از فناوری مادون قرمز، مدارهای الکتریکی و صفحه نمایش عددی کردند تا دما را با کارآمدتر و دقیق تر اندازه گیری کنند.

نتیجه گیری

در این مقاله به بررسی تفاوت ترمومتر و ترموکوپل پرداختیم و اطلاعات لازم را در اختیار شما عزیزان قرار دادیم. به طور خلاصه می توان گفت که یک ترموکوپل به یک ولتاژ و یک نوع بار الکتریکی نیاز دارد که از اتصال دو فلز ایجاد می شود. ترموکوپل ها عمدتاً در تولیدات صنعتی یافت می شوند، در حالی که دماسنج یک ابزار پزشکی حیاتی است. در صورتی که باز هم سوالی داشتید، در بخش نظرات همین مقاله بیان کنید تا در سریع ترین زمان ممکن پاسخگوی شما عزیزان باشیم.