اصل و ساختار ترموکوپل

ترموکوپل یکی از رایج ترین عناصر تشخیص دما در صنعت است. مزایای آن عبارتند از:

① دقت اندازه گیری بالا. از آنجا که ترموکوپل در تماس مستقیم با جسم برای اندازه گیری است ، تحت تأثیر محیط میانی قرار نمی گیرد.

دامنه اندازه گیری گسترده. ترموکوپل های معمولاً مورد استفاده می توانند به طور مداوم از -50 +1600 درجه اندازه گیری کنند ، و برخی از ترموکوپل های خاص می توانند به اندازه -269 درجه (مانند طلا ، آهن ، نیکل و کروم) و به اندازه {3} درجه}} (مانند Tungsten-rhenium) اندازه گیری کنند.

structure ساختار ساده و استفاده آسان. ترموکوپل ها معمولاً از دو سیم فلزی مختلف تشکیل شده اند و از نظر اندازه و باز محدود نیستند. یک آستین محافظ در خارج وجود دارد که استفاده از آن بسیار راحت است.

هنگام استفاده از سیم های جبران خسارت ترموکوپل ، باید به تطبیق مدل ها توجه کنید ، قطبیت نمی تواند به طور نادرست به هم وصل شود و دمای پایان اتصال سیم جبران خسارت و ترموکوپل نمی تواند از 100 درجه تجاوز کند.

به عنوان مثال: ترموکوپل از نوع S) Rhodium Platinum {1}} thermocouple پلاتین

Platinum Rhodium {{0}} thermocouple پلاتین (ترموکوپل از نوع S) یک ترموکوپل فلزی گرانبها است. قطر سیم به عنوان 0.5 میلی متر مشخص شده است ، با انحراف مجاز از {4}}. 02 میلی متر. ترکیب شیمیایی اسمی الکترود مثبت (SP) یک آلیاژ پلاتین-روودیوم است که حاوی 10 ٪ رودیوم و 90 ٪ پلاتین است. الکترود منفی (SN) پلاتین خالص است ، بنابراین معمولاً به عنوان یک ترموکوپل تک پلاتین-روودیوم شناخته می شود. حداکثر دمای عملیاتی طولانی مدت این ترموکوپل 1300 درجه و حداکثر دمای عملیاتی کوتاه مدت 1600 درجه است.

ترموکوپل از نوع S دارای مزایای بالاترین دقت ، بهترین پایداری ، محدوده اندازه گیری دمای گسترده و عمر طولانی در سری ترموکوپل است. این خاصیت از خواص فیزیکی و شیمیایی خوبی ، ثبات پتانسیل ترموالکتریک خوب و مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب در دماهای بالا دارد و برای اکسید کننده و جوی های بی اثر مناسب است. از آنجا که ترموکوپل از نوع S از عملکرد جامع بسیار خوبی برخوردار است و با مقیاس بین المللی دما مطابقت دارد ، مدتهاست که به عنوان یک ابزار درون یابی برای مقیاس بین المللی دما استفاده می شود. اگرچه "{2}}" آن را تصریح می کند که دیگر در آینده به عنوان یک ابزار بازرسی داخلی برای مقیاس بین المللی دما استفاده نمی شود ، کمیته مشاوره بین المللی دمای بین المللی (CCT) معتقد است که ترموکوپل از نوع S هنوز هم می تواند برای دستیابی به مقیاس دمای بین المللی استفاده شود.

1. اصل اساسی اندازه گیری دمای ترموکوپل

دو هادی یا نیمه هادی های A و B از مواد مختلف با هم جوش داده می شوند تا یک حلقه بسته تشکیل دهند. هنگامی که اختلاف دما بین دو نقطه ضمیمه 1 و 2 از هادی های A و B وجود دارد ، یک نیروی الکتروموتور بین این دو ایجاد می شود ، بنابراین جریان یک اندازه خاص در حلقه ایجاد می شود. این پدیده اثر ترموالکتریک نامیده می شود. ترموکوپل ها با استفاده از این اثر کار می کنند.

2. انواع و شکل گیری ساختاری ترموکوپل ها

(1) انواع ترموکوپل

ترموکوپل های متداول را می توان به دو دسته تقسیم کرد: ترموکوپل های استاندارد و ترموکوپل های غیر استاندارد. ترموکوپل استاندارد به یک ترموکوپل اشاره دارد که استاندارد ملی آن رابطه بین پتانسیل ترموالکتریک و دما آن ، خطای مجاز را تعیین می کند و دارای یک مقیاس استاندارد یکپارچه است. این یک ابزار نمایشگر تطبیق برای انتخاب است. ترموکوپل های غیر استاندارد از نظر دامنه استفاده یا ترتیب بزرگی نسبت به ترموکوپل های استاندارد پایین هستند و به طور کلی مقیاس یکپارچه ندارند. آنها عمدتاً برای اندازه گیری در موارد خاص مورد استفاده قرار می گیرند. ترموکوپل های استاندارد

از اول ژانویه سال 1988 ، تمام ترموکوپل ها و مقاومتهای حرارتی در کشور من مطابق با استانداردهای بین المللی IEC تولید شده اند ، و هفت ترموکوپل استاندارد ، S ، B ، E ، K ، R ، J و T (یعنی شماره فارغ التحصیلی) ، به عنوان ترموکوپل های طراحی یکپارچه کشور من تعیین شده اند.

(2) ساختار ترموکوپل به منظور اطمینان از عملکرد ترموکوپل با اطمینان و پایداری ، الزامات ساختاری برای آن به شرح زیر است:

① جوش دو ترموکوپل که ترموکوپل را تشکیل می دهند باید محکم باشد.

برای جلوگیری از مدارهای کوتاه ، دو ترموکوپل باید به خوبی از یکدیگر عایق بندی شوند.

③ اتصال بین سیم جبران خسارت و انتهای آزاد ترموکوپل باید راحت و قابل اعتماد باشد.

④ آستین محافظ باید اطمینان حاصل کند که ترموکوپل کاملاً از رسانه های مضر جدا شده است.

3. جبران دما از انتهای سرد ترموکوپل

از آنجا که مواد ترموکوپل ها به طور کلی گران هستند (به ویژه هنگامی که از فلزات گرانبها استفاده می شود) ، و فاصله بین نقطه اندازه گیری دما و ابزار بسیار دور است ، به منظور صرفه جویی در مواد ترموکوپل و کاهش هزینه ها ، معمولاً از سیم جبران خسارت استفاده می شود تا انتهای سرما (انتهای آزاد) از اتاق کنترل را گسترش دهد که درجه حرارت نسبتاً پایدار است و آن را به ترمینال ابزار متصل می کند. لازم به ذکر است که نقش سیم جبران خسارت ترموکوپل فقط گسترش الکترود داغ است ، به طوری که انتهای سرد ترموکوپل به ترمینال ابزار در اتاق کنترل حرکت می کند. این نمی تواند تأثیر تغییر دمای انتهای سرما بر اندازه گیری دما را از بین ببرد و نقش جبران خسارت ایفا نمی کند. بنابراین ، سایر روش های تصحیح برای جبران تأثیر دمای انتهای سرما t {0}}} ≠ 0 درجه در اندازه گیری دما لازم است.