ترموکوپل‌ها و کاربردهای آن‌ها در اندازه‌گیری دما
ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شوند که هرکدام برای اندازه‌گیری دما در محدوده‌های خاصی به کار می‌روند. تیپ‌های مختلف ترموکوپل، به دلیل ویژگی‌های آلیاژهای به کار رفته در آن‌ها، در جدول‌های استاندارد تعریف‌شده، رفتار الکتریکی مشخصی دارند و ولتاژ تولیدشده در آن‌ها (در حد میلی‌ولت) مستقیماً با دما مرتبط است.
جدول رنگهای سیم رابط ترموکوپل
بازه دمایی انواع ترموکوپل‌ها
- تیپ‌های B, R, S: قابلیت اندازه‌گیری دما در بازه -200 تا 800 درجه سلسیوس.
- تیپ‌های J, K, L: مناسب برای اندازه‌گیری دما در محدوده -180 تا 1000 درجه سلسیوس.
ساختار و استانداردها
ترکیب آلیاژهای مختلف مانند کروم و نیکل در سیم‌های ترموکوپل، عملکرد دقیق و مقاومت آن‌ها را تضمین می‌کند. برای جلوگیری از آسیب، ترموکوپل‌ها معمولاً در غلاف‌های سرامیکی یا فلزی قرار می‌گیرند. همچنین، فرآیند جوشکاری انتهای سیم‌های ترموکوپل باید طبق ضوابط خاص انجام شود تا فلزات یا نیمه‌هادی‌های اضافی وارد محل اتصال نشوند، زیرا این امر می‌تواند عملکرد ترموکوپل را از رفتار استاندارد جداول مربوطه منحرف کند.
استانداردهای جهانی و رنگ‌بندی سیم‌ها
در استانداردهای مختلف جهانی، تعریف‌های مربوط به تیپ‌های ترموکوپل تقریباً مشابه هستند. رنگ‌بندی سیم‌ها و کابل‌های ترموکوپل نیز طبق استانداردهای بین‌المللی تنظیم می‌شود تا تشخیص و اتصال آن‌ها در سیستم‌های مختلف آسان باشد.
جدول رنگهای سیم رابط ترموکوپل
جدول استاندارد رنگ‌بندی سیم‌ها
برای مقایسه و استفاده دقیق، جداول استاندارد شامل اطلاعات مربوط به کد رنگ سیم‌ها و کابل‌های هر تیپ ترموکوپل ارائه می‌شوند. این جداول به تکنسین‌ها کمک می‌کنند تا سیم‌های ترموکوپل را به درستی نصب و در سیستم‌ها یکپارچه کنند.
نکته مهم: رعایت استانداردهای مربوط به مواد، ساختار، و نصب ترموکوپل، تضمین‌کننده دقت اندازه‌گیری و طول عمر این حسگرها در شرایط مختلف محیطی است.
جدول رنگهای سیم رابط ترموکوپل
جدول رنگهای سیم رابط ترموکوپل
انواع ترموکوپل‌های صنعتی
ترموکوپل‌ها ابزارهایی برای اندازه‌گیری دما هستند که بر اساس نوع فلزات استفاده‌شده و کاربردشان به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در ادامه به بررسی رایج‌ترین انواع ترموکوپل‌های صنعتی می‌پردازیم:
1. ترموکوپل نوع K (Nickel-Chromium/Nickel-Alumel)
- ویژگی‌ها: یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین ترموکوپل‌ها با دامنه دمایی وسیع، ارزان و قابل‌اعتماد.
- دامنه دما:
- سیم اصلی: -270 تا 1,260 درجه سانتیگراد.
- سیم اکستنشن: 0 تا 200 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد: ±2.2°C یا ±0.75%.
- خطای ویژه: ±1.1°C یا 0.4%.
2. ترموکوپل نوع J (Iron/Constantan)
- ویژگی‌ها: دقت مشابه نوع K، اما مناسب برای دماهای پایین‌تر با طول عمر کوتاه‌تر در دماهای بالا.
- دامنه دما:
- سیم اصلی: -210 تا 760 درجه سانتیگراد.
- سیم اکستنشن: 0 تا 200 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد: ±2.2°C یا ±0.75%.
- خطای ویژه: ±1.1°C یا 0.4%.
3. ترموکوپل نوع T (Copper/Constantan)
- ویژگی‌ها: بسیار پایدار و مناسب برای کاربردهای دمای پایین مانند کریوژنیک.
- دامنه دما:
- سیم اصلی: -270 تا 370 درجه سانتیگراد.
- سیم اکستنشن: 0 تا 200 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد: ±1.0°C یا ±0.75%.
- خطای ویژه: ±0.5°C یا 0.4%.
4. ترموکوپل نوع E (Nickel-Chromium/Constantan)
- ویژگی‌ها: سیگنال قوی‌تر و دقت بالاتر نسبت به نوع K و J در محدوده دمایی متوسط.
- دامنه دما:
- سیم اصلی: -270 تا 870 درجه سانتیگراد.
- سیم اکستنشن: 0 تا 200 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد: ±1.7°C یا ±0.5%.
- خطای ویژه: ±1.0°C یا 0.4%.
5. ترموکوپل نوع N (Nicrosil/Nisil)
- ویژگی‌ها: مشابه نوع K اما با پایداری و مقاومت بهتر در برابر اکسیداسیون.
- دامنه دما:
- سیم اصلی: -270 تا 1,260 درجه سانتیگراد.
- سیم اکستنشن: 0 تا 200 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد: ±2.2°C یا ±0.75%.
- خطای ویژه: ±1.1°C یا 0.4%.
6. ترموکوپل‌های فلزی نجیب (نوع S، R و B)
- ویژگی‌ها: مناسب برای دماهای بسیار بالا با دقت و قابلیت اطمینان بالا.
- دامنه دما:
- نوع S: 0 تا 1,600 درجه سانتیگراد.
- نوع R: 0 تا 1,800 درجه سانتیگراد.
- نوع B: 0 تا 1,972 درجه سانتیگراد.
- دقت:
- استاندارد:
- نوع S و R: ±1.5°C یا ±0.25%.
- نوع B: ±0.5%.
- خطای ویژه:
- نوع S و R: ±0.75°C یا ±0.15%.
- نوع B: ±0.25%.
- استاندارد:
نتیجه‌گیری
ترموکوپل‌ها ابزارهایی پرکاربرد در صنایع مختلف هستند که بر اساس نیازهای دمایی و محیطی انتخاب می‌شوند. هر نوع ترموکوپل، دامنه دما و دقت خاص خود را دارد و برای کاربردهای متفاوتی مانند کریوژنیک، کوره‌های صنعتی، و صنایع شیمیایی و دارویی استفاده می‌شود. انتخاب صحیح نوع ترموکوپل، تضمین‌کننده عملکرد دقیق و طول عمر بیشتر تجهیزات است.