فهرست مطالب ترموکوپل
تاریخچه و پیدایش (اثر سیبک، اثر پلیتر و اثر تامسون)
از پیدایش ترموکوپل چه می‌دانید؟
ترموکوپلها تجهیزاتی هستند که به کمک آنها میتوان اختلاف ولتاژ الکتریکی را به اختلاف دما نسبت داد البته معکوس این فرآیند نیز امکان‌پذیر است که به اثر ترموالکتریک (Thermoelectric Effect) شهرت دارد.
پدیده گرادیان دما (اختلاف جزئی دما) در یک جسم بارهای الکتریکی را مجاب کرده تا از ناحیه گرم به سمت ناحیه سرد حرکت کنند و از آن میتوان در تولید الکتریسیته، اندازهگیری دما و تغییرات آن بهره برد. جهت انتقال حرارت را میتوان با توجه به قطب‌های ولتاژ اعمالی مشخص کرد، برای کنترل دما نیز میتوان از تجهیزات ترموالکتریکی بهره برد. اولین کاربرد تجاری اثر ترموالکتریک را میتوان مشاهده نمود.
در سال 1948 میلادی، رادیویی به بازار آمد که انرژی آن از یک چراغ نفتی تأمین می‌شد.
اثر ترموالکتریک، شامل سه پدیده مهم می‌شود: اثر سیبک، اثر پلتیر و اثر تامسون که به طور مختصر در ذیل به آنها خواهیم پرداخت.
تاریخچه و پیدایش (اثر سیبک، اثر پلیتر و اثر تامسون)
از پیدایش ترموکوپل چه می‌دانید؟
ترموکوپل ها تجهیزاتی هستند که به کمک آنها میتوان اختلاف ولتاژ الکتریکی را به اختلاف دما نسبت داد البته معکوس این فرآیند نیز امکان‌پذیر است که به اثر ترموالکتریک (Thermoelectric Effect) شهرت دارد.
پدیده گرادیان دما (اختلاف جزئی دما) در یک جسم بارهای الکتریکی را مجاب کرده تا از ناحیه گرم به سمت ناحیه سرد حرکت کنند و از آن میتوان در تولید الکتریسیته، اندازهگیری دما و تغییرات آن بهره برد. جهت انتقال حرارت را میتوان با توجه به قطب‌های ولتاژ اعمالی مشخص کرد، برای کنترل دما نیز میتوان از تجهیزات ترموالکتریکی بهره برد. اولین کاربرد تجاری اثر ترموالکتریک را میتوان مشاهده نمود.
در سال 1948 میلادی، رادیویی به بازار آمد که انرژی آن از یک چراغ نفتی تأمین می‌شد.
اثر ترموالکتریک، شامل سه پدیده مهم می‌شود: اثر سیبک، اثر پلتیر و اثر تامسون که به طور مختصر در ذیل به آنها خواهیم پرداخت.
اثر سیبک
توماس سیبک در سال 1822 به انحراف عقربه‌های قطب‌نما یک مدار متشکل از 2 فلز ناهمگون با وجود اختلاف دما پی برد، ابتدا تصور می‌کرد این پدیده به دلیل خاصیت مغناطیسی القا شده توسط اختلاف دما رخ داده است اما طولی نکشید تا این فیزیک‌دان آلمانی اعلام کرد این پدیده، جریان الکتریکی القا شده توسط نیروی ترموالکتریک است.
در واقع این اختلاف دما، باعث ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی شده و توانسته در یک مدار بسته، جریان الکتریکی ایجاد کند.
این پدیده، امروزه به عنوان اثر سیبک (Seebeck Effect) شناخته می‌شود.
عکس روبه‌رو آزمایش انجام شده توسط این دانشمند را در جهت اثر نام برده نشان می‌دهد، لازم به ذکر است ولتاژی که بدین طریق القا می‌شود با اختلاف دما بین دو سر مدار (محل اتصال دو فلز به یکدیگر) متناسب است.
اثر پلتیر
با طراحی مداری که در آن دو فلز ناهمگون به یکدیگر متصل شده بودند، پلتیر ساعت‌ساز فرانسوی دریافت که در محل اتصال این دو فلز پس از برقراری جریان الکتریکی، گرمایش یا سرمایش پدید خواهد آمد و با توجه به جهت جریان است که این اختلاف دما به صورت مثبت یا منفی نمایان خواهد شد؛ به عنوان مثال در حالتی از یک مدار میتوان به انجماد آب دست یافت و با عکس جریان الکتریکی در همان مدار، انرژی لازم جهت ذوب یخ را فراهم ساخت.
این پدیده، به اثر پلتیر (Peltier Effect) معروف است. اثر سیبک و اثر پلتیر، بیان دو شکل مختلف از یک پدیده فیزیکی واحد هستند (این پدیده به عنوان اثر پلتیر-سیبک نیز شناخته می‌شود).
اثر تامسون
دانشمند معروف بریتانیایی ویلیام تامسون که امروزه به لرد کلوین شهرت دارد، ارتباط بین ضرایب سیبک و پلتیر را با کمک علم ترمودینامیک نشان داد.
ضریب پلتیر = دمای مطلق × ضریب سیبک.
در همین راستا، گرما با برقراری جریان الکتریکی در ماده‌ای که گرادیان دما دارد دفع یا جذب خواهد شد و مقدار آن با جریان الکتریکی و گرادیان دما متناسب است، ثابت این تناسب به ضریب تامسون معروف است و میتوان آن را به کمک روابط ترمودینامیکی به ضریب سیبک مرتبط ساخت.
اثر سیبک
توماس سیبک در سال 1822 به انحراف عقربه‌های قطب‌نما یک مدار متشکل از 2 فلز ناهمگون با وجود اختلاف دما پی برد، ابتدا تصور می‌کرد این پدیده به دلیل خاصیت مغناطیسی القا شده توسط اختلاف دما رخ داده است اما طولی نکشید تا این فیزیک‌دان آلمانی اعلام کرد این پدیده، جریان الکتریکی القا شده توسط نیروی ترموالکتریک است.
در واقع این اختلاف دما، باعث ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی شده و توانسته در یک مدار بسته، جریان الکتریکی ایجاد کند.
این پدیده، امروزه به عنوان اثر سیبک (Seebeck Effect) شناخته می‌شود.
عکس زیر آزمایش انجام شده توسط این دانشمند را در جهت اثر نام برده نشان می‌دهد، لازم به ذکر است ولتاژی که بدین طریق القا می‌شود با اختلاف دما بین دو سر مدار (محل اتصال دو فلز به یکدیگر) متناسب است.
اثر پلتیر
با طراحی مداری که در آن دو فلز ناهمگون به یکدیگر متصل شده بودند، پلتیر ساعت‌ساز فرانسوی دریافت که در محل اتصال این دو فلز پس از برقراری جریان الکتریکی، گرمایش یا سرمایش پدید خواهد آمد و با توجه به جهت جریان است که این اختلاف دما به صورت مثبت یا منفی نمایان خواهد شد؛ به عنوان مثال در حالتی از یک مدار میتوان به انجماد آب دست یافت و با عکس جریان الکتریکی در همان مدار، انرژی لازم جهت ذوب یخ را فراهم ساخت.
این پدیده، به اثر پلتیر (Peltier Effect) معروف است. اثر سیبک و اثر پلتیر، بیان دو شکل مختلف از یک پدیده فیزیکی واحد هستند (این پدیده به عنوان اثر پلتیر-سیبک نیز شناخته می‌شود).
اثر تامسون
دانشمند معروف بریتانیایی ویلیام تامسون که امروزه به لرد کلوین شهرت دارد، ارتباط بین ضرایب سیبک و پلتیر را با کمک علم ترمودینامیک نشان داد.
ضریب پلتیر = دمای مطلق × ضریب سیبک.
در همین راستا، گرما با برقراری جریان الکتریکی در ماده‌ای که گرادیان دما دارد دفع یا جذب خواهد شد و مقدار آن با جریان الکتریکی و گرادیان دما متناسب است، ثابت این تناسب به ضریب تامسون معروف است و میتوان آن را به کمک روابط ترمودینامیکی به ضریب سیبک مرتبط ساخت.
کاربردهای ترموالکتریک
اندازهگیری دما و تولید توان از کاربردهای اساسی اثر ترموالکتریک می‌باشد.
ولتاژ ایجاد شده تابعی از دما (که رابطه مستقیم دارد) و جنس سیمهای بکارگیری شده است بنابراین استفاده از سیمهای متفاوت جهت اندازهگیری دما تشکیل ترموکوپل را میدهند که در بسیاری از تجهیزات جهت سنجش دما به کار می‌روند.
ترموکوپل چیست؟
بدون تردید ترموکوپل یکی از مقرون به صرفهترین و پرکاربردترین ادوات اندازهگیری دما از نوع تماسی است که از دو فلز با جنس و ضریب انتقال حرارت متفاوتی ساخته شده است؛ با توجه به این ویژگی، سیم (هادی)ها زمانی که در معرض گرما قرار میگیرند رفتارهای متفاوتی از خود نشان میدهند که موجب ایجاد اختلاف ولتاژ بین دو فلز میگردد و این اختلاف بیان کننده میزان دما است.
همانطورکه بیان شد این تجهیز جزو سنسورهای تماسی اندازهگیری دما محسوب می‌شود و در قیاس با دیگر تجهیزات اندازهگیری دما بسیار ارزانتر بوده و استفاده از آن بسیار ساده می‌باشد.
مهمترین دلایل کاربرد ترموکوپل
از مهمترین عوامل پرکاربرد این سنسور دما میتوان به رنج وسیع دمایی که پوشش میدهند اشاره داشت.
این رنج دمایی (از 200- تا حداکثر 1750 درجه سانتیگراد) را میتوان با انواع مختلف ترموکوپل (TC TYPE K/J/E/N/T/S/R/B) سنس نمود.
از دیگر عوامل محبوبیت و کاربردی بودن آن میتوان به سرعت پاسخدهی (response time) فوقالعاده و دقت عملکرد ترموکوپل در دماهای بالا اشاره نمود.
از آنجاییکه سرعت پاسخ ترموکوپل بالاست لذا شرایط اندازهگیری دما در حالت ناپایا نیز فراهم شده و مناسب است.
نام‌های تجاری و رایج: ترموکوپل (Thermocouple) _ TC Type T/J/E/K/N/S/R/B _ ترموکوپل نوع/تیپ T/J/E/K/N/S/R/B.
پاسخ ترموکوپل به چه صورت است؟
خصوصیات کلی انواع ترموکوپل
ترموکوپل نوع T
- مناسب جهت اندازهگیری دمای پایین
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 200- درجه سانتیگراد تا 370+ درجه سانتیگراد
- سر مثبت از مس و سر منفی از کنستانتان (٪۴۵ نیکل و ٪۵۵ مس)
- حد دمای بالای این محصول به دلیل اکسید شدن زود هنگام مس در دماهای بالا است
* ادامه مطلب
ترموکوپل نوع j
- ترموکوپل کم هزینه و پرکاربرد
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 170- درجه سانتیگراد تا 760+ درجه سانتیگراد (استفاده از این ترموکوپل در شرایط کاری با حداکثر دمای 560+ درجه پیشنهاد میگردد چرا که دمایی بالاتر، خوردگی و اکسید سریع مغزی آن را به دنبال دارد)
- سر مثبت از آهن و سر منفی از کنستانتان (٪۴۵ نیکل و ٪۵۵ مس)
- نسبت به ترموکوپل نوع K دارای محدوده دمایی کمتر و طول عمر پایینتر
* ادامه مطلب
ترموکوپل نوع E
- دقت بالاتر، پاسخی سریع‌تر و سیگنالی قوی‌تر و پایدارتر نسبت به ترموکوپل‌های K و J در دامنه‌های دمایی متوسط
- بالاترین EMF در هر دما نسبت به انواع دیگر ترموکوپلها
- دامنه پوشش دمایی از 0 درجه سانتیگراد تا 870+ درجه سانتیگراد
- سر مثبت از نیکل و کروم (٪۹۰ نیکل و ٪۱۰ کروم) و سر منفی از کنستانتان (٪۹۵ نیکل ، ٪۲ آلومینیوم ، ٪۲ منگنز و ۱٪ سیلیسیم)
- گران‌تر از ترموکوپل‌های K و J
- عدم کاربری این ترموکوپل در محیط‌های گوگردی
* ادامه مطلب
ترموکوپل نوع K
-
-
-
- متداول‌ترین و پرکاربردترین نوع ترموکوپل در صنایع
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 200- درجه سانتیگراد تا 1260+ درجه سانتیگراد (بالاترین دامنه اندازهگیری دما در میان ترموکوپلها)
- سر مثبت از ٪۹۰ نیکل و ٪۱۰ کروم (غیرمغناطیسی/کم مگنت به اصلاح نگیر) و سر منفی از ٪۹۵ نیکل ، ٪۲ آلومینیوم ، ۲٪ منگنز و ٪۱ سیلیسیم (مغناطیسی/مگنتی به اصلاح بگیر)
- مقرون به صرفهترین نوع ترموکوپل
-
-
در نظر گرفتن تمامی نکات بالا جهت خرید ترموکوپل نوع K ضروری است.
ترموکوپل نوع N
- مشابه‌ترین نوع به ترموکوپل نوع K
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 0 درجه سانتیگراد تا 1300+ درجه سانتیگراد
- سر مثبت از نیکروسیل (ترکیبی از نیکل ، کروم و سیلیکون) و سر منفی از نیسیل (ترکیبی از نیکل و سیلیکون)
- گران‌تر از ترموکوپل‌های نوع K
- قابلیت استفاده از این ترموکوپل در محیط‌های اکسید کننده و کم اکسیژن (خلاء)
ترموکوپل نوع S
- ترموکوپلی دقیق و پایدار در دماهای بالا
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 980+ درجه سانتیگراد تا 1450+ درجه سانتیگراد
- سر مثبت از ٪۹۰ پلاتین و ٪۱۰ رادیوم و سر منفی از پلاتین
- همراه با غلاف‌های سرامیکی (سرامیک سفید یا پیتوگراس/Pythagoras و سرامیک استخوانی/Alsint)
- عدم کاربری این ترموکوپل در محیط‌های کم اکسیژن (خلاء)
ترموکوپل نوع R
- مشابه‌ترین نوع به ترموکوپل نوع S، دقیق‌تر و پایدارتر
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 870+ درجه سانتیگراد تا 1600+ درجه سانتیگراد
- سر مثبت از ٪87 پلاتین و ٪۱3 رادیوم و سر منفی از پلاتین
- همراه با غلاف‌های سرامیکی (سرامیک استخوانی/Alsint)
- عدم کاربری این ترموکوپل در محیط‌های کم اکسیژن (خلاء)
* ادامه مطلب
ترموکوپل نوع B
- مشابه ترموکوپل نوع R و S
- عملکرد نسبتاً خطی ولتاژ خروجی (EMF) در محدوده دمایی این نوع ترموکوپل
- دامنه پوشش دمایی از 870+ درجه سانتیگراد تا 1750+ درجه سانتیگراد (حد پایین دما به دلیل ضریب سیبک پایین این نوع ترموکوپل است)
- سر مثبت از ٪70 پلاتین و ٪30 رادیوم و سر منفی از ٪94 پلاتین و ٪6 رادیوم
- حساسیت کمتر در دماهای بالا نسبت به ترموکوپل‌های نوع R و S
- همراه با غلاف‌های سرامیکی (سرامیک استخوانی/Alsint)
- عدم کاربری این ترموکوپل در محیط‌های کم اکسیژن (خلاء)
* ادامه مطلب
فاکتورهای اساسی در انتخاب ترموکوپل
- رنج دمایی
- پایداری و دقت
- سیستم داده برداری
- شرایط محیطی و کاربرد
عمدتاً سنسورهای دمایی با توجه به پارامترهای بالا، ماهیت و نوع‌شان تعیین میگردد.
انواع ترموکوپل براساس جنس سیم مغزی
با توجه به انواع ترکیبات آلیاژی، ترموکوپلها در گروههای مختلفی قرار میگیرند. به اختصار به توضیح انواع ترموکوپل می‌پردازیم.
لازم به ذکر است نامگذاری آنها براساس محدوده دمایی و رابطهEMF / ترموالکتریک (استاندارد مربوط به نیروی محرکه سلولی است به بیان دیگر تولید ولتاژ در داخل یک سلول فعال) صورت میگیرد، نه آلیاژها و جنس سیم مغزی.
انواع ترموکوپل که استاندارد و نامگذاری آنها توسط سازمان ASTM انجام شده، در جدول زیر آماده است.
| Thermocouple Types | ||
| Temperature Range (°C) | Conductor Combination | Type |
| -200 to +370 | Copper / Constantan | T |
| -170 to +760 | Iron / Constantan | J |
| 0 to +870 | Nickel-Chromium / Constantan | E |
| -200 to +1260 | Nickel-Chromium / Nickel-Aluminum | K |
| 0 to +1300 | Nicrosil / Nisil | N |
| +980 to +1450 | Platinum 10% Rhodium / Platinum | S |
| +870 to +1600 | Platinum 13% Rhodium / Platinum | R |
| +870 to +1750 | Platinum 30% Rhodium / Platinum 6% Rhodium | B |
میزان خطی بودن رابطه ولتاژ (EMF) _ دما به ترکیب فلزهای انتخاب شده برای ساخت ترموکوپل وابسته است.
تولیدکنندگان این مغزی‌ها، درصد‌های متفاوتی از آلیاژهای ذکر شده در جدول بالا را به کار میگیرند تا پایداری، مقاومت و خاصیت ترمو الکتریکی بیشتری را پوشش دهند، ازین رو نام‌های تجاری مختلفی بر روی محصولات خود قرار میدهند در این میان میتوان به کیفیت بالای سیمهای کانتال (ترموکوپل و المنت) اشاره داشت.
استفاده از متریال و مواد اولیه مرغوب در درجه اول، و انتخاب صحیح ترموکوپل در کاربردهای مختلف، دقت لازم و دانش کافی در تولید و بکارگیری این متریال، همه و همه درنهایت می‌توانند منجر به اندازهگیری دمای دقیق سیستم کاری شما صنعتگران و تلاشگران عزیز شود.
جهت دستیابی به دقیق‌ترین و مناسب‌ترین انتخاب با شرکت مهندسی صنعتی تابش در تماس باشید.
نحوه عملکرد ترموکوپل
آیا به کمک ترموکوپل دمایی را اندازهگیری کرده‌اید؟ یا از این کار واهمه دارید؟ شاید هم به دمای اندازهگیری شده مطمئن نیستید؟
میتوان گفت ترموکوپل یک ترنسدیوسر است به این صورت که با اعمال حرارت به نقطه اتصال 2 هادی (Hot junction)، ولتاژی در دو سر آزاد آن (Cold junction) ایجاد می‌شود، ازین رو میتوان ترموکوپل را یک ترنسدیوسر خود مولد دانست.
میزان و مقدار این اختلاف ولتاژ بسیار پایین حاصل از حرارت در نقطه اتصال سیمهای مغزی، با تغییر دما در hot junction افزایش یا کاهش می‌یابد. لذا بررسی میزان ولتاژ خروجی ترموکوپل منجر به تعیین دمای کاری سیستم خواهد شد. از آنجاییکه ترموکوپلها در یک مدار باز کار می‌کنند، ولتاژ خروجی آن بستگی به اختلاف دمای بین نوک (Hot junction) و انتهای آن (Cold junction) دارد. لذا جهت اندازهگیری دمای محیط کاری، نیاز به اطلاع از دمای نوک ترموکوپل و انتهای آن (انتهای ترموکوپل منظور همان Cold junction می‌باشد) داریم.
انواع اتصالات مغزی ترموکوپل
بطور کلی سه نوع جانکشن و اتصال در نوک ترموکوپل وجود دارد که به اختصار به آنها می‌پردازیم.
اتصال Ungrounded
در این اتصال سیمهای مغزی به یکدیگر جوش شده و معمولاً در یک غلاف محافظ و عایق، جهت جلوگیری زود هنگام از اکسیداسیون سیمها قرار میگیرند.
اتصال Grounded
اتصالی که در آن علاوه بر جوش شدن سیمهای مغزی به یکدیگر، اتصال با غلاف محافظ را خواهیم داشت. از مزایای این جانکشن نسبت به حالت قبل میتوان ریسپانس بهتر و از معایب آن طول عمر پایینتر مغزی ترموکوپل نام برد.
اتصال Exposed
در آن غلاف محافظی برای سیمهای مغزی وجود ندارد. از مزایای این جانکشن زمان پاسخگویی بسیار بالا و از معایب آن میتوان طول عمر پایین و اکسیداسیون زود هنگام سیمها اشاره داشت.
جهت رویت و کنترل دمای سیستم کاری نیاز به نمایشگر (indicator) و یا کنترلر دما (Thermostat) می‌باشد؛ معمولاً بین ترموکوپلها و سیستم‌های کنترلی از سیمهای رابط بهره میگیرند بنابراین در انتخاب کابل دنباله (جبران‌ساز) در راستای انتقال سیگنال خروجی و کاهش هزینه‌ها نسبت به استفاده از سیم مغزی می‌بایست تمامی شرایط را درنظر گرفت.
انواع کابل دنباله (Extension Cable)/کابل جبران‌ساز ترموکوپل
در ترموکوپلها معمولاً جهت اتصال به سیستم کنترلی و نمایشگرهای دما از کابل‌های دنباله و جبران‌سازها استفاده می‌شود. چراکه علاوه بر کاهش هزینه در یک سیستم حرارتی به انتقال سیگنال خروجی در شرایط محیطی گوناگون منجر خواهد شد. البته استفاده نادرست از همین کابل‌ها می‌تواند خطاهای بسیاری را وارد سیستم کنترلی کرده و خسارات جبران‌ناپذیری را به صنایع و صنعتگران عزیزمان متحمل کند.
نکته قابل توجه در کابل‌های دنباله ترموکوپل، ماده تشکیل دهنده ساختار این کابل‌هاست. ماده زمینه و اصلی کابل‌های دنباله همان سیمهای مغزی هستند لذا آنها نیروی محرکه سلولی/ولتاژ خروجی (EMF) را به طور دقیق انتقال میدهند. به عنوان مثال کابلی با علامت “JX” ، این کابل مخصوص ترموکوپل نوع J است و می‌توانند جایگزین مغزی ترموکوپل نیز شوند. برخی کابل‌های جبران‌ساز که با حرف C نیز مشخص می‌شوند نسبت به کابل‌های Extension ارزانتر هستند چرا که از مواد اولیه ارزان‌تری نسبت به سیم مغزی تهیه می‌شوند. به عنوان مثال کابل با علامت “RCA” یک کابل جبران کننده برای ترموکوپل نوع R است.
دقت کابل‌های C نسبت به کابل X کمتر است. همچنین دامنه دمای کمتری را پوشش میدهند.
جدول زیر به استاندارد جهانی این کابل‌ها اشاره دارد.
عواملی چون فاصله بین سنسور دما و ترموستات یا نمایشگر (طول کابل)، رنج دمایی سیستم و شرایط محیطی مورد استفاده و دقت مورد نیاز همگی می‌توانند در انتخاب کابل جهت انتقال سیگنال خروجی ترموکوپل دخیل باشند.
تیم مهندسی صنعتی تابش با تکیه بر دانش و تجربه چندین ساله خود در زمینه سیستم‌های حرارتی و اندازهگیری دما همیشه و همواره درکنار شما صنعتگران عزیز می‌باشد.
حداکثر طول کابل دنباله/جبران‌ساز:
در فواصل بیش از 8-5 متر بهتر است از تقویت کننده سیگنال (ترنسمیتر / Transmitter) بهره برد. شاید با خود بگویید چرا گفته شده 8-5 متر یا بیان نشده بالای 5 متر یا بالای 8 متر: در تمامی مراحل زندگیمان با سطح کیفی اجناس مورد استفاده‌مان در ارتباط بوده‌ایم، در این مورد هم از این قضیه مستثنی نخواهیم بود؛ به عنوان مثال استفاده از کابل دنباله BLF ایتالیا برای فواصل حداکثر 8 متر جایز است در قیاس با سیم چینی با همان مشخصات که به کارگیری آن برای فواصل بالای 5 متر جایز نیست.
به طور کلی متخصصین شرکت تابش براین باورند که استفاده از کابل‌های دنباله برای متراژهای بالای 4 متر بهتر است با ترنسمیتر همراه شوند. ترنسمیترها علاوه بر تقویت سیگنال به صورت مبدل نیز عمل می‌کنند و سیگنال خروجی ترموکوپل یعنی ولتاژ را به خروجی 20-4 میلی‌آمپر تبدیل می‌کند، در این حالت امواج رادیویی – الکترومغناطیسی و نویزهای موجود در محیط تأثیرات مخرب و منفی ناچیز و قابل چشم‌پوشی خواهند داشت. در مواردی که سیستم با ترنسمیتر همراه است و یا فواصل بیش از 100 متر جهت کاهش هزینه از کابل‌های جبران‌ساز (CA) استفاده می‌شود.
کابل‌های دنباله با روکش و عایق‌های متفاوتی قابل ارائه هستند. به طور کلی براساس عایق:
- کابل دنباله با روکش کپتون: حداکثر دمای تحملی 300 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط خشک
- تفلون: حداکثر دمای تحملی 250 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط مغشوش و دارای لرزش
- سیلیکون: حداکثر دمای تحملی 200 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط مرطوب
- فایبرگلاس: حداکثر دمای تحملی 250 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط نویزدار و در آخر
- کابل با روکش پیویسی: حداکثر دمای تحملی 100 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایطی با فشار مکانیکی بالا
کابل دنباله شیلددار
کابل دنباله شیلددار اصطلاحی است که به لایه ما قبل بیرونی کابل‌ها اطلاق می‌شود و در برخی مراجع به آن Armor نیز گفته می‌شود. هدف اصلی وجود این رشته سیمهای بافته شده یا شیلد جلوگیری از نویز، نوسان‌های ناشی از امواج و فرکانس‌های رادیویی بوده که باعث کاهش چشمگیر اثرات مخرب بر سیگنال‌های خروجی مخصوصاً خروجی‌های ولتاژی
می‌باشد لذا در ترموکوپلها از کابل‌های شیلددار به طور قابل ملاحظه‌ای استفاده می‌شود.
علاوه بر این بالا بردن استحکام کلی و محافظت بیشتر از سیمهای داخلی کابل از مزایای دیگر وجود شیلد در داخل کابل‌های دنباله است.
لازم به ذکر است کابل‌های دنباله یا جبران‌ساز در ابعاد (قطر*تعداد رشته سیم) استاندارد و گوناگون قابل عرضه می‌باشد.
شرکت مهندسی صنعتی تابش با توجه به پوشش حدوداً 90 درصدی خود در تولید سنسورهای دمایی (ترموکوپلها و سنسورهای مقاومتی) با گریدهای متفاوت در سطوح آزمایشگاهی و صنعتی توانسته بسیاری از نیازهای این بخش از صنعت را پاسخگو باشد و با تلاش و پشتکار بسیار و امید به خدا، درصدد تولید مواد اولیه مصرفی زمینه تخصصی شرکت نیز هستیم چرا که با وجود منابع غنی بسیار (نیکل و …) یکی از واردکننده‌های مطلق بوده‌ایم و با گذشت زمان و اعمال محدودیت‌های بسیار، ناخواسته در امر تولید محدود شده و محدودتر خواهیم شد.
گریدهای متفاوت ترموکوپل از لحاظ دقت
- گرید A: بالاترین دقت و باکیفیت‌ترین متریال
مونتاژ و جوشکاری توسط دستگاه جوش ترموکوپل و متناسب با استانداردهای جهانی همراه با گواهی کالیبراسیون و سرتیفیکیت
- گرید B: دقت مورد تایید کنترل کیفی این شرکت و متریال مرغوب (درجه 1 چینی و تایوانی)
همانند ترموکوپل‌های قبلی جوش با دستگاه و متناسب با استانداردهای جهانی صورت میگیرد.
- گرید C: دقت مورد تایید با طول عمر کمتر از متریال ترموکوپل‌های گرید B، متریال چینی (موجود در بازار جهت رقابت قیمت)
لازم به ذکر است تمامی اتصالات سنسورهای دما (ترموکوپل – سنسور RTD) شرکت تابش با دستگاه جوش آرگون و گاز خلوص بالا، مطابق با استانداردهای جهانی انجام می‌پذیرد.
* قیمت‌گذاری محصولات این شرکت نیز با توجه به سطح انتظارات شما، انتخاب گریدهای متفاوت و سطح کیفی متریال مورد نظر شما صنعتگران امکان‌پذیر می‌باشد.
تفاوت پراب/پروب دما با ترموول (Thermowell)
به غلاف سنسورهای حرارتی میتوان از 2 جهت نگاه کرد.
- وجود غلاف ترموکوپل جهت سنس دمایی لازم و ضروری است و از اجزای اصلی ترموکوپل به شمار می‌رود که به عنوان پراب یا پروب دما شناخته می‌شود. به عنوان مثال غلاف ترموکوپل‌های MI (معروف به فلکسیبل)
- استفاده از غلاف اضافی در مواردی چون محیط اسیدی با خورندگی بالا، تنش‌های فیزیکی، محیط‌هایی با فشار بالا و … که وجود آن در بعضی موارد لازم و ضروری نیست اما استفاده از آن طول عمر ترموکوپل و سنسور دما را دو چندان خواهد کرد به ترموول معروف هستند. یکی دیگر از مزایای استفاده از ترموول تعویض سریع و آسان سنسور دما بدون نیاز به از کار انداختن سیستم و در برخی موارد تخلیه شدن سیستم است.
از معایب ترموول‌ها میتوان به پایین آوردن پاسخگویی (ریسپانس) سیستم اشاره داشت البته در مواردی که استفاده و به کارگیری از آن به درستی صورت نگیرد، کاهش دقت نهایی سنس دما را نیز به دنبال خواهد داشت.
جهت رویت و کنترل دمای سیستم کاری نیاز به نمایشگر (indicator) و یا کنترلر دما (Thermostat) می‌باشد؛ معمولاً بین ترموکوپلها و سیستم‌های کنترلی از سیمهای رابط بهره میگیرند بنابراین در انتخاب کابل دنباله (جبران‌ساز) در راستای انتقال سیگنال خروجی و کاهش هزینه‌ها نسبت به استفاده از سیم مغزی می‌بایست تمامی شرایط را درنظر گرفت.
انواع کابل دنباله (Extension Cable)/کابل جبران‌ساز ترموکوپل
در ترموکوپلها معمولاً جهت اتصال به سیستم کنترلی و نمایشگرهای دما از کابل‌های دنباله و جبران‌سازها استفاده می‌شود. چراکه علاوه بر کاهش هزینه در یک سیستم حرارتی به انتقال سیگنال خروجی در شرایط محیطی گوناگون منجر خواهد شد. البته استفاده نادرست از همین کابل‌ها می‌تواند خطاهای بسیاری را وارد سیستم کنترلی کرده و خسارات جبران‌ناپذیری را به صنایع و صنعتگران عزیزمان متحمل کند.
نکته قابل توجه در کابل‌های دنباله ترموکوپل، ماده تشکیل دهنده ساختار این کابل‌هاست. ماده زمینه و اصلی کابل‌های دنباله همان سیمهای مغزی هستند لذا آنها نیروی محرکه سلولی/ولتاژ خروجی (EMF) را به طور دقیق انتقال میدهند. به عنوان مثال کابلی با علامت “JX” ، این کابل مخصوص ترموکوپل نوع J است و می‌توانند جایگزین مغزی ترموکوپل نیز شوند. برخی کابل‌های جبران‌ساز که با حرف C نیز مشخص می‌شوند نسبت به کابل‌های Extension ارزانتر هستند چرا که از مواد اولیه ارزان‌تری نسبت به سیم مغزی تهیه می‌شوند. به عنوان مثال کابل با علامت “RCA” یک کابل جبران کننده برای ترموکوپل نوع R است.
دقت کابل‌های C نسبت به کابل X کمتر است. همچنین دامنه دمای کمتری را پوشش میدهند.
جدول زیر به استاندارد جهانی این کابل‌ها اشاره دارد.
عواملی چون فاصله بین سنسور دما و ترموستات یا نمایشگر (طول کابل)، رنج دمایی سیستم و شرایط محیطی مورد استفاده و دقت مورد نیاز همگی می‌توانند در انتخاب کابل جهت انتقال سیگنال خروجی ترموکوپل دخیل باشند.
تیم مهندسی صنعتی تابش با تکیه بر دانش و تجربه چندین ساله خود در زمینه سیستم‌های حرارتی و اندازهگیری دما همیشه و همواره درکنار شما صنعتگران عزیز می‌باشد.
حداکثر طول کابل دنباله/جبران‌ساز:
در فواصل بیش از 8-5 متر بهتر است از تقویت کننده سیگنال (ترنسمیتر / Transmitter) بهره برد.
شاید با خود بگویید چرا گفته شده 8-5 متر یا بیان نشده بالای 5 متر یا بالای 8 متر: در تمامی مراحل زندگیمان با سطح کیفی اجناس مورد استفاده‌مان در ارتباط بوده‌ایم، در این مورد هم از این قضیه مستثنی نخواهیم بود؛ به عنوان مثال استفاده از کابل دنباله BLF ایتالیا برای فواصل حداکثر 8 متر جایز است در قیاس با سیم چینی با همان مشخصات که به کارگیری آن برای فواصل بالای 5 متر جایز نیست.
به طور کلی متخصصین شرکت تابش براین باورند که استفاده از کابل‌های دنباله برای متراژهای بالای 4 متر بهتر است با ترنسمیتر همراه شوند. ترنسمیترها علاوه بر تقویت سیگنال به صورت مبدل نیز عمل می‌کنند و سیگنال خروجی ترموکوپل یعنی ولتاژ را به خروجی 20-4 میلی‌آمپر تبدیل می‌کند، در این حالت امواج رادیویی – الکترومغناطیسی و نویزهای موجود در محیط تأثیرات مخرب و منفی ناچیز و قابل چشم‌پوشی خواهند داشت. در مواردی که سیستم با ترنسمیتر همراه است و یا فواصل بیش از 100 متر جهت کاهش هزینه از کابل‌های جبران‌ساز (CA) استفاده می‌شود.
کابل‌های دنباله با روکش و عایق‌های متفاوتی قابل ارائه هستند. به طور کلی براساس عایق:
- کابل دنباله با روکش کپتون: حداکثر دمای تحملی 300 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط خشک
- تفلون: حداکثر دمای تحملی 250 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط مغشوش و دارای لرزش
- سیلیکون: حداکثر دمای تحملی 200 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط مرطوب
- فایبرگلاس: حداکثر دمای تحملی 250 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایط نویزدار و در آخر
- کابل با روکش پیویسی: حداکثر دمای تحملی 100 درجه سانتیگراد و مناسب جهت استفاده در شرایطی با فشار مکانیکی بالا
کابل دنباله شیلددار
کابل دنباله شیلددار اصطلاحی است که به لایه ما قبل بیرونی کابل‌ها اطلاق می‌شود و در برخی مراجع به آن Armor نیز گفته می‌شود. هدف اصلی وجود این رشته سیمهای بافته شده یا شیلد جلوگیری از نویز، نوسان‌های ناشی از امواج و فرکانس‌های رادیویی بوده که باعث کاهش چشمگیر اثرات مخرب بر سیگنال‌های خروجی مخصوصاً خروجی‌های ولتاژی می‌باشد لذا در ترموکوپلها از کابل‌های شیلددار به طور قابل ملاحظه‌ای استفاده می‌شود.
علاوه بر این بالا بردن استحکام کلی و محافظت بیشتر از سیمهای داخلی کابل از مزایای دیگر وجود شیلد در داخل کابل‌های دنباله است.
لازم به ذکر است کابل‌های دنباله یا جبران‌ساز در ابعاد (قطر*تعداد رشته سیم) استاندارد و گوناگون قابل عرضه می‌باشد.
شرکت مهندسی صنعتی تابش با توجه به پوشش حدوداً 90 درصدی خود در تولید سنسورهای دمایی (ترموکوپلها و سنسورهای مقاومتی) با گریدهای متفاوت در سطوح آزمایشگاهی و صنعتی توانسته بسیاری از نیازهای این بخش از صنعت را پاسخگو باشد و با تلاش و پشتکار بسیار و امید به خدا، درصدد تولید مواد اولیه مصرفی زمینه تخصصی شرکت نیز هستیم چرا که با وجود منابع غنی بسیار (نیکل و …) یکی از واردکننده‌های مطلق بوده‌ایم و با گذشت زمان و اعمال محدودیت‌های بسیار، ناخواسته در امر تولید محدود شده و محدودتر خواهیم شد.
گریدهای متفاوت ترموکوپل از لحاظ دقت
- گرید A: بالاترین دقت و باکیفیت‌ترین متریال
مونتاژ و جوشکاری توسط دستگاه جوش ترموکوپل و متناسب با استانداردهای جهانی همراه با گواهی کالیبراسیون و سرتیفیکیت
- گرید B: دقت مورد تایید کنترل کیفی این شرکت و متریال مرغوب (درجه 1 چینی و تایوانی)
همانند ترموکوپل‌های قبلی جوش با دستگاه و متناسب با استانداردهای جهانی صورت میگیرد.
- گرید C: دقت مورد تایید با طول عمر کمتر از متریال ترموکوپل‌های گرید B، متریال چینی (موجود در بازار جهت رقابت قیمت)
لازم به ذکر است تمامی اتصالات سنسورهای دما (ترموکوپل – سنسور RTD) شرکت تابش با دستگاه جوش آرگون و گاز خلوص بالا، مطابق با استانداردهای جهانی انجام می‌پذیرد.
* قیمت‌گذاری محصولات این شرکت نیز با توجه به سطح انتظارات شما، انتخاب گریدهای متفاوت و سطح کیفی متریال مورد نظر شما صنعتگران امکان‌پذیر می‌باشد.
تفاوت پراب/پروب دما با ترموول (Thermowell)
به غلاف سنسورهای حرارتی میتوان از 2 جهت نگاه کرد.
- وجود غلاف ترموکوپل جهت سنس دمایی لازم و ضروری است و از اجزای اصلی ترموکوپل به شمار می‌رود که به عنوان پراب یا پروب دما شناخته می‌شود. به عنوان مثال غلاف ترموکوپل‌های MI (معروف به فلکسیبل)
- استفاده از غلاف اضافی در مواردی چون محیط اسیدی با خورندگی بالا، تنش‌های فیزیکی، محیط‌هایی با فشار بالا و … که وجود آن در بعضی موارد لازم و ضروری نیست اما استفاده از آن طول عمر ترموکوپل و سنسور دما را دو چندان خواهد کرد به ترموول معروف هستند. یکی دیگر از مزایای استفاده از ترموول تعویض سریع و آسان سنسور دما بدون نیاز به از کار انداختن سیستم و در برخی موارد تخلیه شدن سیستم است.
از معایب ترموول‌ها میتوان به پایین آوردن پاسخگویی (ریسپانس) سیستم اشاره داشت البته در مواردی که استفاده و به کارگیری از آن به درستی صورت نگیرد، کاهش دقت نهایی سنس دما را نیز به دنبال خواهد داشت.
جهت تماس با مهندسین شرکت تابش کلیک نمایید
09122336716 / 021-77164063 / 021-33200805
