:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله بهمن ۱۰ام, ۱۴۰۲ در ۰۷:۲۱ ق٫ظ

سنسور دما یا حسگر دما (Temperature Sensor)، قطعه ای الکتریکی و الکترونیکی است که به عنوان یک تجهیز کاملاً حرفه ای، امکان اندازه گیری دما را با استفاده از یک سیگنال الکتریکی خاص فراهم می نماید. این سیگنال را می توان مستقیماً با استفاده از تغییرات مقاومت، ارسال کرد. حسگر دما، در میان سایر کاربردها، برای کنترل مدار استفاده می گردد. لازم بذکر است که به این تجهیزات حرفه ای، پروب دما، سنسور حرارتی، حسگر حرارتی و آشکارسازهای حرارتی نیز می گویند. سنسورهای دما، یکی از پرکاربردترین تجهیزاتی هستند که به صورت روزانه برای مصارف و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. حسگرهای دما می‌توانند (بی‌سیم) یا (با سیم) در یک شبکه بزرگ‌تر CMMS برای دسترسی آسان‌تر به خوانش‌ها، سیم‌کشی شوند.

نکته مهم: سنسور دما، سیستمی است که تغییرات دمای هوا یا آب را تشخیص و آنها را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که در نتیجه به یک سیستم الکترونیکی می رسد. این سیگنال، مستلزم تغییرات خاصی در این سیستم تنظیم دمای الکترونیکی است. پراب های دما می توانند گرما، خوانش و دمای ثبت شده را در نظر بگیرند. این داده ها به متخصصان تولید کمک می کند تا قبل از بروز مشکلات به آنها پاسخ دهند.

بر اساس مطالعات انجام شده، اولین سنسور دما در سال 1874 همراه با یافته های دانشمندان فرانسوی و تولد فناوری امواج کوتاه منشا پیدا کرد، اما اولین سنسور هوشیار در تاریخ با دانیل گابریل فاه مرتبط است. در حال حاضر، پیشرفت های تکنولوژیکی به این ابزار اجازه داده است تا بخشی از بسیاری از دستگاه ها برای استفاده روزانه باشد و به ما امکان می دهد به راحتی فعالیت های مختلف را انجام دهیم.

چه نوع سنسورهای دمایی وجود دارند؟

بسته به عملکرد سنسورهای دما و نحوه تبدیل سیگنال، انواع مختلفی از حسگرهای دما وجود دارند که عبارتند از:

  1. حسگر دما ترموکوپل
  2. حسگر دما مقاومتی RTD (PT100، PT1000، ترمیستورها)
  3. حسگرهای مادون قرمز

هریک از موارد بالا در ادامه به طور کاملاً تخصصی توضیح خواهیم داد.

حسگر دما ترموکوپل

حسگر دما ترموکوپل (Thermocouple)، پرکاربردترین حسگر در سیستم های اندازه گیری دما است. نصب این تجهیزات، متناسب با پروسه فرآیند و محیط می تواند آسان یا دشوار باشد. این تجهیزات ابزار دقیق، دقیقاً متناسب با فرآیندهای مختلف طراحی شده اند. اگرچه عملکرد آن کافی است، اما پاسخدهی آن در مقایسه با انواع دیگر سنسورهای دما می تواند تا حدودی کُند باشد.

نکته مهم: سنسورهای ترموکوپل تجهیزات از نوع ولتاژی هستند که با اندازه گیری تفاوت یا نوسانات ولتاژ به منظور تعیین دما کار می کنند. این تجهیزات دقت پایین تری را نسبت به سایر حسگرهای دما دارند، اما محدوده دمایی قبال اندازه گیری این تجهیزات گسترده است. این جفت های حرارتی، بسیار بادوام و مقرون به صرفه بوده و به این دلیل مهم هستند که می توانند در بسیاری از مصارف عمومی و صنعتی به شکل گسترده ای استفاده شوند.

مطالعه بیشتر: سنسور ترموکوپل چیست؟؟

عملکرد ترموکوپل ها به دو عدد سیم فلزی غیر همنوع که از متریال مختلف ساخته شده اند، بستگی دارد. این سیم ها در یک انتها به هم متصل شده اند که به عنوان اتصال داغ (Hot Junction) یا گیج شناخته می گردد. انتهای که جدا است به نام اتصال سرد (Cold Junction) شناخته می گردد. اختلاف دما بین هر دو اتصال باعث ایجاد اختلاف ولتاژ می شود که به عنوان سیگنال ارسال شده به دستگاه الکترونیکی عمل می کند.

در این سنسورها بسته به موادی که از آنها تشکیل شده است انواع مختلفی از ترموکوپل ها وجود دارد. رایج ترین آنها موارد زیر است:

  • ترموکوپل نوع J: از مخلوط آهن و نیکل (آلیاژ مس-نیکل) ساخته شده است. استفاده محدود در محیط های اکسید کننده محدوده دما بین 0 تا 750 درجه سانتی گراد است.
  • ترموکوپل نوع T: از یک سیم مسی و یک سیم کانستانتان تشکیل شده است. برای استفاده در محیط های مرطوب توصیه می شود. دمای آن بین 250- تا 350 درجه سانتی گراد است.
  • ترموکوپل نوع K: متشکل از یک پیوند ساخته شده از کروما (آلیاژ کروم- نیکل) و آلومیگا (آلیاژ نیکل-آلومینیوم)، رایج ترین سیستم ثبت دما است. محدوده دمایی آن بسیار وسیع است، بین 200- تا 1250 درجه سانتی گراد، اگرچه برای اندازه گیری بین 300 تا 1100 درجه سانتی گراد توصیه می شود.
  • ترموکوپل نوع E: ترکیبی از مواد از جمله کرومیگا و کنستانت. دمای آن بین 200- تا 900 درجه سانتی گراد است.

علاوه بر این چهار شکل رایج ترموکوپل، انواع دیگری نیز وجود دارد. فرمت های در نظر گرفته شده برای دماهای بالا، مانند ترموکوپل نوع S (بین 0 تا 1650 درجه سانتی گراد) یا ترموکوپل نوع R (بین 0 تا 1750 درجه سانتی گراد) باید مورد توجه قرار گیرند.

حسگر دما مقاومتی RTD

این نوع سنسور در عملکرد خود، به مقاومت دمایی ماده ای که از آن تشکیل شده است، بستگی دارد. ساختار کلی آن معمولاً از یک سیم پیچ محکم با یک هسته شیشه ای یا سرامیکی در اطراف آن یا سرامیک های لایه ای تشکیل شده است.

این سنسورهای دما، مخصوصاً برای اندازه‌گیری در محیط‌های صنعتی مناسب هستند، زیرا در برابر نویز الکتریکی مقاوم هستند. از جمله متریال اصلی که معمولاً با آنها ساخته می شوند، پلاتین و نیکل هستند. سنسورهای RTD در داخل محفظه های فلزی یا پلاستیکی مختلف نصب می شوند که به طور خاص برای هر دستگاه طراحی شده اند.

مطالعه بیشتر: سنسور RTD چیست

حسگر دما مقاومتی PT100

از بین انواع RTD، احتمالاً از خود می پرسید که کدام یک را می توان بهترین در نظر گرفت. همه چیز به نیاز و درخواست شما عزیزان دارد. اندازه گیری و محیطی که باید سنجش شود بسیار مهم است. اما بدون شک، یک سنسور وجود دارد که همیشه باید به عنوان اولین انتخاب در نظر گرفته شود و آن سنسور PT100 است.

pt100 یک سنسور دما از نوع RTD با دامنه دمایی وسیع، از 200- تا 850+ درجه سانتی گراد است. نام آن به 100 اهم اشاره دارد که در دمای 0 درجه سانتیگراد ظاهر می شود. مقاومت آن با افزایش دما افزایش می یابد و دقت آن به مدل نصب شده (Din-B، Din-A، 1/3Din یا 1/10Din) بستگی دارد.

ترمیستور NTC و PTC

در بین انواع سنسورهای دما، ترمیستورها با عملکردشان متمایز می شوند. از مواد نیمه هادی تشکیل شده است که مقاومت حرارتی آنها بسته به دمای آنها متفاوت است. الکترودهای داخلی آن گرما را تشخیص داده و آن را از طریق پالس های الکتریکی اندازه گیری می کنند. اصطلاح ترمیستور از مقاومت حساس حرارتی انگلیسی گرفته شده است

کنترل دما با استفاده از ترمیستور نیز دارای متغیرهایی است. بنابراین می توانیم انواع ترمیستورهای زیر را با توجه به عملکرد آنها پیدا کنیم:

ترمیستور NTC استفاده از سنسور دمای NTC در بازه های دمایی وسیع به ویژه نشان داده شده است. هر چه دما بیشتر باشد، مقاومت کمتر است. آنها معمولا از منیزیم، مس، نیکل یا کبالت ساخته می شوند.

ترمیستور PTC این سنسورها برای تغییرات شدید مقاومت و دمایی که می خواهید کنترل کنید نشان داده شده اند. در این حالت، هر چه دما بالاتر باشد، مقاومت بیشتر است. این عمدتا از باریم تیتانیوم ساخته شده است.

دماسنج

دماسنج ها به طور کلی قابل درک ترین حسگرهای انئازه گیری دما هستند. این تجهیزات می توانند دمای سیالات، گازها یا جامدات را بسته به کاربردشان اندازه گیری کنند. دماسنج می تواند به معنای تفاوت بین دویدن نرم و بی نظمی باشد. فقط به این فکر کنید که وقتی واحدهای HVAC شما از کار می افتند چه اتفاقی می افتد.

سنسورهای مادون قرمز

حسگرهای مادون قرمز، ویژگی های مختلفی را در محیط شما شناسایی می کنند. این تجهیزات، خوانش بر دماهای گونانگون محیط یا تجهیزاتی که در حال اسکن هستید و حرکات در محدوده اسکن آن تمرکز می کنند، ممکن می کنند. هنگامی که از سنسورهای مادون قرمز استفاده می کنند، سنسوری دریافت می کنند که به انرژی کمی نیاز دارد، طراحی ساده ای دارد و بسیار قابل حمل است.

سنسورهای مادون قرمز برای اندازه گیری با کارایی بالا اجسام و مواد غیرقابل دسترس یا متحرک مناسب هستند. با این تجهیزات، دما را می توان از 20- تا 2000+ درجه سانتی گراد اندازه گیری کرد. خروجی 4-20 میلی آمپر یا ترموکوپل، سازگار با طیف گسترده ای از دستگاه های موجود در این کاتالوگ بدون نیاز به رابط خاص یا تهویه سیگنال. چندین نوع وجود دارد که برای اندازه گیری انواع اجسام به دقت نوری تکیه می کنند.

سنسورها را می توان به طور کامل از طریق یک کامپیوتر با استفاده از نرم افزار آسان برای استفاده همراه با هر واحد پیکربندی کرد. کاربر می تواند محدوده و انتشار را تنظیم کند، فیلترها را اعمال کند، حداقل، حداکثر، متوسط ​​و لحظه ای را انتخاب کند. علاوه بر این، می تواند در محیط هایی با دمای تا 50 درجه سانتیگراد کار کند، در حالی که یک نسخه با آب وجود دارد. – محفظه خنک کننده و یقه تصفیه هوا برای شرایط نامطلوب تر.

سنسورهای دیود سیلیکون

سنسورهای دیود سیلیکونی، یک نوع تخصصی از حسگرهای اندازه گیری دما هستند. این تجهیزات دماهای بالا، مانند نوسانات دمایی که سوخت موشک از آن عبور می کند، به طور فوق العاده ای ردیابی می کنند. اگر در جایی نیاز است که از سنسورهای دیود سیلیکونی استفده کنید، حتماً باید این کار را انجام دهید. همچنین اگر حسگرها به درستی کار نکنند، نتایج فاجعه باری به ارمغان می آورد.

کاربردهای حسگر دما

اکنون که سسورهای دما را پوشش داده ایم، زمان آن رسیده است که ببینیم آنها چه مصارفی دارند. مکان‌های رایج و نه چندان رایجی که معمولاً از سنسورهای دما استفاده می‌شود کدامند؟

در زیر نکاتی را ارائه می کنیم که استفاده از آن مزایای مطلوبی را به همراه داشته است”

  • در سیستم های آب گرم خورشیدی
  • در پانل های فتوولتائیک
  • در صنایع غذایی، نفت و پتروشیمی
  • در توابع حاصل از کوره ها
  • برای ارزیابی کنترل دمای بدن
  • در ساخت داروها
  • در آزمایشگاه ها
  • در عملیات صنعتی مرتبط با فرآیندهای ترمودینامیکی
  • در کنترل های تهویه مطبوع، گرمایش و تهویه.
  • برای کنترل دمای مایع خنک کننده، از جمله

حسگرهای دما، دمای خشک هوا را اندازه گیری می کنند، بنابراین، اگر می خواهید اندازه گیری آنتالپی هوا را داشته باشید که رطوبت را در نظر بگیرد، باید آن را در یک کاوشگر دما و رطوبت نسبی قرار دهید. این سنسورها با اندازه گیری این دو پارامتر دمای خشک، رطوبت مطلق و نقطه شبنم، امکان تعیین سایر پارامترهای هوا را فراهم می کنند. برای این کار از روان شناسی استفاده می شود.

سنسورهای دما به طور گسترده ای در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع استفاده می شوند، جایی که نقش مهمی دارند. از آنها برای اندازه گیری دمای هوا در یک اتاق، هم در استخراج و هم در تامین هوا استفاده می شود و بر اساس این دماها، سیستم ها و تجهیزات (سیستم های گرمایش از کف، رادیاتورها، فن کویل ها یا جریان هوا) تنظیم می شوند. سنسور دما دمای اتاق را جمع آوری می کند و بر اساس نقطه تنظیم و اندازه گیری، سیستم تنظیم و کنترل جریان هوا را فعال یا تنظیم می کند.

انرژی خورشیدی

در نهایت، سنسورهای دما در بسیاری از نیروگاه ها و کاربردهای انرژی خورشیدی استفاده می گردند. سلول های خورشیدی نادرست در این دستگاه ها برجسته شده است و به پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا اقدام کنند. این ممکن است موردی باشد که از سنسورهای مادون قرمز استفاده می شود.

برقی

سیستم های الکتریکی همچنین می توانند از سنسورهای دما به عنوان بخشی از نظارت و نگهداری خود استفاده کنند. اتصالات الکتریکی ضعیف باعث تولید گرما می شود که نشانه آن است که همه چیز آنطور که باید پیش نمی رود. برخلاف سایر روش‌های دستی، یک سنسور می‌تواند این را خیلی سریع‌تر تشخیص دهد و به افراد مناسب هشدار دهد.

تهویه مطبوع

همانطور که در بالا ذکر شد، سنسورها و رابط های HVAC یکی از رایج ترین حسگرهایی هستند که افراد تجربه می کنند. از آنجایی که این سیستم‌ها برای مدتی وجود داشته‌اند، ممکن است قدیمی و ضعیف باشند. ایده خوبی است که نگاهی به سیستم های قدیمی بیندازید و ببینید که آیا هنوز مطابق با مشخصات هستند یا خیر.

دیگ بخار

در طرف مقابل طیف حرارتی دیگ‌ها قرار دارند. همه موافقند که دیگهای بخار نیاز به نوعی نظارت دارند. و این کاری است که یک سنسور دما به بهترین شکل انجام می دهد. ماهیت بویلرها داشتن سنسورهای به روز را به شدت توصیه می کند!

انبار سرد

مانند یخچال ها، واحدهای سردخانه برای نگهداری اقلام در دماهای مختلف و ثابت به این حسگرها متکی هستند. ممکن است بسیار سردتر از یخچال باشند، اما اصل یکسان است. انواع حسگرها در نظارت بر واحد سردخانه استفاده می شود، از عمومی تا بسیار خاص.

تفاوت بین ترموستات و سنسور دما

در بسیاری از موارد سنسور دما با یک ترموستات اشتباه گرفته می شود. در ادامه به شما بزرگواران توضیح خواهیم داد که که هریک از آن ها چه عملکزدی دارند.

ترموستات سیستمی است که هدف آن صدور هشدار در هنگام رسیدن به دمای معین است. اندازه گیری مداوم دما برای نظارت بر شرایط خاص استفاده نمی گردد، بلکه دمای خاصی برای فعال یا غیرفعال کردن عملکردهای خاص انتخاب می شود. به عبارتی، در ترموستات، هدف استفاده از اندازه گیری مداوم دما برای کنترل یا نظارت بر یک پارامتر نیست، بلکه هدف فعال یا غیرفعال کردن یک عملکرد است. به عنوان مثال، در یک سیستم گرمایشی که توسط پروب های دما کنترل می شود، جریان هوای گرمی که باید وارد شود متناسب با دمای مطلوب و موجود (اندازه گیری شده توسط پروب ها) تنظیم می گردد، در حالی که در سیستمی که توسط ترموستات تنظیم می شود (به عنوان مثال، گرمایش خانگی گاز طبیعی) سیگنال ترموستات برای فعال یا غیرفعال کردن دیگ پس از رسیدن به یک مقدار دمای از پیش تعیین شده مشخص عمل می کند.

اما سنسورهای دما برای کنترل یک سری شرایط از طریق اندازه گیری ثابت و دقیق استفاده می گردند.

مشاوره رایگان در خصوص خرید سنسور دما

پس از اتمام این بررسی رایج ترین انواع سنسورهای دما، وقت آن است که به سراغ بهترین مکان بروید تا مناسب ترین سنسور را برای کاربرد خود دریافت کنید.

در SRC ما تولید کننده سنسورهای دما هستیم. ما 42 سال تجربه در اندازه گیری، تنظیم و نظارت بر پارامترهای صنعتی داریم. این به ما دانش لازم را می دهد تا بتوانیم شرکت مورد علاقه شما برای هر چیزی که مربوط به سنسورهای دمای شرکت شما باشد تبدیل شویم.

اگر سؤالی در مورد اینکه کدام نوع سنسور دما برای شما مناسب است، با ما تماس بگیرید. ما خوشحال خواهیم شد که در همه حال به شما کمک کنیم.