ترموکوپل و انواع آن

ترموکوپل ها متداول ترین اندازه گیرهای الکتریکی دما در صنعت هستند. که بر اساس پدیده سی بک (seebeck) کار می کنند دما را به ولتاژ تبدیل می کنند. از مزایای آنها می توان به سادگی، ارزان بودن، استحکام و دوام بالا و دقت مناسب اشاره کرد. محدوده اندازه گیری دما توسط ترموکوپل ها نسبتاً وسیع بوده و در شرایط محیطی گوناگون قابل استفاده می باشند.
ترموکوپلها به دلیل ثابت زمانی کوچک دارای سرعت پاسخ دهی خوب می باشند. ولی به لحاظ رعایت مواردی در محل نصب آنها، این سرعت پاسخ دهی تا حد زیادی کاهش می یابد.


ترمو الکترسیته
این پدیده توسط سی بک در سال 1821 کشف شد. او متوجه شد هرگاه دو انتهای دو رشته سیم غیر هم جنس را به یکدیگر وصل کرده و نقطه اتصال را حرارت دهیم در این محل یک اختلاف پتانسیل الکتریکی که به آن پتانسیل تماس یا ولتاژ سیبک می گویند به وجود می آید. در صورتی که دمای اتصالات تشکیل شده با یکدیگر متفاوت باشد جریانی در سیم ها جاری خواهد شد.
در شکل 1 نمایش کلی ترموکوپل (پدیده ترموالکتریک) را ملاحظه می کنید.

8906011

سی بک به این نتیجه پی برد که مقدار جریان بستگی به نوع مواد (جنس فلزات) و تفاوت دمای دو اتصال دارد و تا زمانی که اتصالات در دماهای مختلف نگه داشته شوند جریان ادامه خواهد یافت.
جالب ایت است که پدیده فوق برگشت پذر می باشد، یعنی عکس آن هم صادق است. به عبارت دیگر اگر در مداری مطابق شکل زیر جریان الکتریکی ثابت I را برقرار کنیم دماهای متفاوتی در محلهای اتصال مشاهده خواهیم کرد. این پدیده را (Polietr) یا به طور خلاصه اثر پلیته می نامند.

8906012

یک ترموکوپل از اتصال دو فلز غیر یکسان تشکیل می شود. این اتصال در محلی که مایل به اندازه گیری دمای آن (T1) هستیم قرار داده می شود، اتصال مبنا (T2) را نیز معمولاً در دمای صفر قرار می دهیم که در این حالت جریان الکتریکی یا ولتاژ ایجاد شده مستقیماً متناسب با دمای مورد اندازه گیری (T1) کی باشد. ولتاژ ناشی از اختلاف پتانسیل بین T1 و T2 به صورت زیر است :
ET1,T2=ET1-ET2=C(T1-T2)+K(T1^2-T2^2)
که ضرایب C وK ثابتهای مربوط به جنس فلزات ترموکوپل هستند.

انواع ترموکوپل ها
در جدول زیر اسامی و مشخصات ترموکوپلها براساس استاندارد ISA دیده می شود:

 

نام ترموکوپل فلزات به کار رفته محدوده دما
(درجه سانتیگراد)
حساسیت
(میکرو ولت بر درجه سانتیگراد)
بر حسب میکرو ولت به ازای هر 100درجه توضیحات
B پلاتین -30% آلیاژرادیوم
پلاتین -60%آلیازرادیوم
تا 1700 12 خروجی ناچیز پایداری بسیار بالا در برابر حرارت
اندازه گیری دماهای بالا
S پلاتین
رادیوم
تا 1600 12 0.645 احتیاج به پوشش سرامیکی دارد
R پلاتین
رادیوم
تا 1600 14 0.647 احتیاج به پوشش سرامیکی دارد
J آهن
کنستانتان
40- تا 750 55 5.268 به وسیله اکسیژن و اسیدها آسیب می بیند
K کرومل
آلومل
200- تا 1200 41 4.095 با عوامل تجزیه کننده و خورنده تماس نداشته باشد
E کرومل
کنستانتان
200- تا 900 68 6.137 دارای ولتاژ خروجی زیاد است
غیر مغناطیسی است
T مس
کنستانتان
200- تا 350 22 4.277 مورد استفاده در محدوده دمایی کم

ادامه این مطلب آموزشی از این لینک


درباره نویسنده

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *