برخی از انواع ترموکوپل
ترموکوپل از دو سیم با آلیاژ فلزی متفاوت که توسط یک نقطه جوش به هم متصل شدهاند، تشکیل میشود. در صورت رسیدن حرارت به نقطه مورد نظر، یک اختلاف پتانسیل بر حسب میلیولت تولید میشود که توسط کابل رابط به ترمومتر منتقل میگردد. ترموکوپلها در انواع مختلف تولید میشوند و طبیعی است که انواع مختلف ترموکوپلها، در دماهای یکسان میلیولتهای متفاوتی را تولید میکنند. به همین دلیل هر نوع ترموکوپل در محدوده خاصی از دما مورد استفاده قرار میگیرد.
ترموکوپل ل (Fe-Con) :
این ترموکوپل به علت قیمت مناسب و ولتاژ تولیدی بالا از کاربردی ترین ترموکوپل ها محسوب میشود. همچنین از دقت مناسبی نیز برخوردار میباشد و در دماهای پایین و متوسط به کار میرود.
در دمای ۷۶۹ درجه سانتی گراد سیم آهنی دچار یک تغییر مغناطیسی و در دمای ۹۱۰ درجه سانتی گراد دچار تغییر ساختار کریستالی میشود. این دو علت باعث تغییر ماندگار در سیگنال خروجی می شوند.
اگر ترموکوپل در محیط های شرجی محیط هایی که خطر بخار گرفتگی وجود دارد قرار گیرد. سیم آهنی بدون حفاظ زنگ می زند. تردی آهن در دمای بالای ۵0۰ درجه سانتی گراد و در حضور گازهای سولفور اتفاق می افتد. حداکثر دمای کاری این ترموکوپل ۷۵۰ درجه سانتی گراد می باشد ولی استفاده آن در دمای زیر ۵0۰ درجه سانتی گراد مناسب تر است.
ترموکوپل (NiCr-Ni) K :
این ترموکوپل معمولا در دمای بالای ۴۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود.
مقاومت آن در برابر اکسیداسیون بالاتر از نوع I و E می باشد ولی در دماهای بالاتر از ۷۵۰ درجه سانتی گراد به دلیل شدت افزایش سرعت اکسیداسیون از غلاف محافظ استفاده میشود و این مساله در محیط های سولفور احیایی و اکسیدی نیز صدق می کند. حداکثر دمای کاربردی این ترموکوپل ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد میباشد ولی استفاده از آن در دماهای زیر ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد مناسب تر است.
ترموکوپل (Pt10Rh-Pt) S :
به علت قیمت بالا و ولتاژ تولیدی پائین ، معمولا» در دماهای بالای ۱۰۰ درجه سانتی گراد استفاده میشود و با غلاف خاص، می توان تا دمای ۱۵۵۰ درجه سانتی گراد نیز به کار رود.
ترموکوپل (Pt30Rh-Pt6Rh) B :
به علت قیمت بالا و ولتاژ تولیدی پائین ، معمولا در دماهای بالای ۱۵۵۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود و با غلاف مخصوص می تواند تا دمای ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد نیز به کار رود.
ساختار ترموکوپل :
رموکوپل ها معمولا از سیم هایی به قطر ( mm 1-3 ) ساخته میشوند ( قطر سیم های ترموکویل پلاتینیوم ۰٫3۵mm یا ۰٫۵mm می باشد). هر چه قطر سیم ها ضخیم تر باشد طول عمر آن ها بیشتر است.
از نکات مهم در ترموکوپل، کیفیت جوش سیم در نقطه انتهایی ترموکوپل می باشد که در محیط خنثی و با ظرافت بسیار خاص انجام می گیرد.
سنسور Pt100 دو سیمه :
در صنعت ، پلاتین به عنوان عنصر اندازه گیری قابل قبول شناخته شده است و این انتخاب به خاطر پایداری شیمیایی و جبران سازی آن میباشد. این عنصر دارای خواص الکتریکی خوبی می باشد و از آنجا که خواص پلاتین به صورت کاملا مشروح تدوین شده است سنسورهای مقاومتی پلاتینی را می توان با سهولتی کم نظیر در استانداردهای مختلف جهانی معادل یابی کرد. یکی دیگر از دلایل استفاده از پلاتینیوم به دلیل محدوده وسیع کابردی ( ۸۵۰ºC تا ۲۰۰ºC- و همچنین خطی بودن تقریبی تغییر مقاومت این عنصر با تغییر دما و داشتن مقاومت مرجع معین در دمای ثابت است متداول ترین سنسور مقاومتی Pt100 می باشد و علت این نام گذاری این است که در دمای 0ºC مقاومت آن برابر ۱۰۰٫۰۰Ω می باشد.
از دیگر سنسورهای مقاومتی میتوان Pt500 Pt100 و Pt1000 را نام برد.
در این سنسورها ارتباط با نمایشگر از طریق یک زوج سیم برقرار می شود که این زوج سیم همانند تمام کابل های رابط دارای مقاومت الکتریکی میباشد که این مقاومت با مقاومت سنسور سری شده و مقداری خطا در محاسبه دما به وجود می آورد.
هر چه طول سیم رابط بیشتر باشد مقدار خطا نیز افزایش می یابد به عنوان مثال :
مقاومت ۶٫۸Ω هنگامی که با مقاومت Pt100 سری می شود، ۱۷ºC خطا ایجاد میکند. برای جبران سازی این خطا دستگاههای اندازه گیری دما و نمایشگرهای حرارت به گونه ای ساخته می شوند که بخشی از خطا را جبران کنند ولی به دلیل این که عمل جبران سازی به طور کامل انجام نمی شود سنسورهای دو سیمه به ندرت برای اندازه گیری استفاده می شوند.
سنسورهای Pt100 سه سیمه :
به منظور جبران سازی اثر مقاومت افزوده سنسور دوسیمه، از سنسورهای سه سیمه استفاده می شود تا عمل جبران سازی به طور کامل انجام گردد و خطا در اندازه گیری دما وجود نداشته باشد و این عمل به صورت اتصال یک سیم دیگر به یکی از دو سر سنسور مقاومتی انجام می شود.
جدول مقایسه ترموکوپلها و سنسورهای مقاومتی (RTD) :
