ترموکوبل
ترموکوپل (Thermocouple) یکی از پرکاربردترین سنسورهای اندازه‌گیری دما در صنعت است.
این تجهیز بر اساس اختلاف ولتاژ بین دو فلز متفاوت در اثر تغییر دما کار می‌کند و یکی از قدیمی‌ترین و قابل‌اعتمادترین روش‌های اندازه‌گیری دما در فرآیندهای صنعتی محسوب می‌شود.
ترموکوپل‌ها در کنار سنسورهای RTD مانند PT100، بخش مهمی از سیستم‌های ابزار دقیق و کنترل دما را تشکیل می‌دهند.
💡 ترموکوپل چگونه کار می‌کند؟
اصل عملکرد ترموکوپل بر پایه‌ی اثر سیبک (Seebeck Effect) است.
وقتی دو فلز غیر هم‌جنس در دو نقطه به هم متصل شوند و یکی از نقاط گرم‌تر از دیگری باشد، اختلاف دما باعث ایجاد اختلاف ولتاژ الکتریکی بین دو فلز می‌شود.
این ولتاژ بسیار کوچک (در حد میلی‌ولت) متناسب با اختلاف دمای دو نقطه است و توسط ترانسمیتر یا کنترلر، به دمای واقعی تبدیل می‌شود.
به این ترتیب، ترموکوپل می‌تواند در دماهای بسیار بالا (تا 1800°C) عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.
⚙️ اجزای اصلی ترموکوپل
-
دو فلز متفاوت (مثل نیکل–کروم یا آهن–کنستانتان)
-
سیم‌های رابط
-
غلاف محافظ (Sheath): از جنس استیل یا سرامیک
-
اتصال سرد (Reference Junction)
-
سرسیم، کانکتور یا هد آلومینیومی (Head Type)
غلاف محافظ علاوه بر حفظ سلامت سنسور در محیط‌های سخت، از نویز و خوردگی نیز جلوگیری می‌کند.
🔹 انواع ترموکوپل از نظر جنس فلز (کد استاندارد)
| نوع ترموکوپل | جنس فلزات | محدوده دمای کاری (°C) | ویژگی |
|---|---|---|---|
| J | آهن / کنستانتان | 0 تا 760 | دقت بالا، کاربرد عمومی |
| K | نیکل–کروم / نیکل–آلومل | -200 تا 1260 | مقاوم و رایج‌ترین نوع |
| T | مس / کنستانتان | -200 تا 370 | مناسب دماهای پایین |
| E | نیکل–کروم / کنستانتان | -200 تا 900 | حساسیت بالا |
| N | نیکل–سیلیکون / نیکل–کروم | -200 تا 1300 | پایداری عالی |
| S / R / B | پلاتین–رودیوم | تا 1800 | برای کوره‌ها و صنایع خاص |
🔹 انواع از نظر ساختار فیزیکی
-
ترموکوپل سیمی (Wire Type)
-
ترموکوپل غلاف‌دار (Sheathed Type)
-
ترموکوپل هددار (Head Type)
-
ترموکوپل سطحی (Surface Type)
-
ترموکوپل سرامیکی (Ceramic Type)
انتخاب نوع ترموکوپل بسته به شرایط محیط، محدوده دما و نوع سیال انجام می‌شود.
📊 کاربردهای ترموکوپل
ترموکوپل‌ها تقریباً در تمام صنایع استفاده می‌شوند، از جمله:
-
صنایع فولاد، ذوب و ریخته‌گری
-
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
-
صنایع غذایی و دارویی
-
تجهیزات گرمایشی و کوره‌ها
-
سیستم‌های HVAC و تهویه صنعتی
-
خطوط تولید پلاستیک و لاستیک
✅ مزایای ترموکوپل
-
تحمل دمای بسیار بالا (تا 1800°C)
-
پاسخ سریع به تغییر دما
-
ساختار مقاوم و عمر طولانی
-
قیمت مناسب نسبت به RTDها
-
قابل استفاده در محیط‌های صنعتی سخت
⚠️ نکات مهم در انتخاب و نصب ترموکوپل
-
نوع ترموکوپل را متناسب با محدوده دمایی انتخاب کنید.
-
از غلاف ضدزنگ یا سرامیکی در محیط‌های خورنده استفاده کنید.
-
محل اتصال سرد را در دمای ثابت نگه دارید تا خطا کاهش یابد.
-
کابل جبران‌سازی (Compensating Cable) را درست انتخاب کنید.
-
برای دقت بالا، کالیبراسیون دوره‌ای انجام دهید.
🔸 تفاوت ترموکوپل با سنسور PT100
| ویژگی | ترموکوپل | PT100 |
|---|---|---|
| نوع سنسور | ولتاژی | مقاومتی |
| محدوده دما | تا 1800°C | تا 600°C |
| دقت | متوسط | بسیار بالا |
| سرعت پاسخ | سریع‌تر | کمی کندتر |
| قیمت | ارزان‌تر | گران‌تر |
🔹 برندهای معتبر تولیدکننده ترموکوپل
-
WIKA (ویکا)
-
OMEGA (امگا)
-
JUMO (یومو)
-
Endress+Hauser (اندِرس‌هاوزر)
-
Siemens (زیمنس)
-
ABB (ای‌بی‌بی)
این برندها ترموکوپل‌هایی با دقت بالا، غلاف مقاوم و طول عمر زیاد عرضه می‌کنند.
📘 جمع‌بندی نهایی
ترموکوپل یکی از مهم‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری دما در صنعت است که به‌دلیل مقاومت بالا، قیمت مناسب و قابلیت استفاده در دماهای زیاد، محبوبیت ویژه‌ای دارد.
انتخاب نوع مناسب (K، J، T و…) بسته به دما و محیط کاری، نقش زیادی در افزایش دقت و عمر مفید سیستم دارد.
برای کاربردهای عمومی صنعتی، ترموکوپل نوع K معمولاً بهترین گزینه است.
نمایش یک نتیجه
