تفاوت بین ترموکوپل نوع N و نوع J چیست؟

تفاوت اصلی بین ترموکوپل های نوع N و نوع J در ترکیب مواد، محدوده اندازه گیری دما، ویژگی های پایداری، سازگاری محیطی و سناریوهای صنعتی قابل اجرا نهفته است. آنها دو مسیر فنی معمولی را در اندازه‌گیری دمای صنعتی مدرن نشان می‌دهند: به ترتیب "پایداری بالا، متوسط-نوع درجه حرارت بالا" و "اقتصادی، متوسط{3}}درجه حرارت پایین-نوع هدف عمومی". ترموکوپل‌های نوع N به طور قابل‌توجهی مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا و پایداری طولانی مدت را از طریق ترکیب آلیاژی بهینه بهبود می‌بخشند، و آنها را برای اندازه‌گیری مداوم دمای بالا از 400 تا 1300 درجه مناسب می‌سازند. از طرف دیگر، ترموکوپل‌های نوع J به دلیل هزینه کم، سیگنال خروجی زیاد و مقاومت در برابر اتمسفرهای کاهنده شناخته شده‌اند و به طور گسترده در کنترل فرآیندهای صنعتی در محدوده 0 تا 750 درجه، مانند صنایع شیمیایی و صنایع غذایی استفاده می‌شوند.

 

I. ترکیب مواد: نیکل-کروم-سیلیکون/نیکل{3}}سیلیکون-منیزیم در مقابل آهن-کنستانتان

ترموکوپل N-نوع (نیکل-کروم-سیلیکون/نیکل-سیلیکون-منیزیم): الکترود مثبت (NP) یک آلیاژ نیکل-کروم-سیلیکون است، و آلیاژ سیلیکون (Ni:Cr:1:4) منفی است. (NN) یک آلیاژ نیکل{10}}سیلیکون-منیزیم است (Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1).

متعلق به دسته ترموکوپل های فلزی پایه است. با افزایش محتوای کروم و سی و حذف عناصری که به راحتی اکسید می شوند مانند منگنز و کو، به طور موثر بر مشکل ترتیب برد کوتاه ترموکوپل های نوع K- در محدوده 300 تا 500 درجه غلبه می کند.

J-نوع ترموکوپل (آهن{{1}کنستانتان): الکترود مثبت آهن خالص (JP) و الکترود منفی یک آلیاژ مس-نیکل (JN، همچنین به عنوان کنستانتان) است. ترکیب اسمی آن 55 درصد مس، 45 درصد نیکل و مقادیر کمی منگنز، کبالت و غیره است.

همچنین متعلق به دسته ترموکوپل های فلزی پایه است، اما به دلیل اکسیداسیون آسان الکترود آهن، دمای عملیاتی طولانی مدت-محدود است.

نتیجه‌گیری: مواد نوع N پایدارتر و مناسب‌تر برای عملیات طولانی‌مدت-در دمای بالا هستند. مواد نوع J از نظر هزینه کمتر و مقرون به صرفه‌تر هستند و برای کاربردهای دسته‌ای با دمای متوسط- و-مناسب هستند.

 

II. مقایسه محدوده دما: نوع N محدوده دمایی{1} وسیع تری را پوشش می‌دهد، در حالی که نوع J بر برنامه‌های کاربردی در دمای متوسط- و-پایین تمرکز می‌کند.

جدول: نوع	دمای عملیاتی درازمدت-	مقاومت کوتاه مدت-درجه حرارت	محدوده اندازه گیری موثر
نوع N	1200 درجه	1300 درجه	-200 تا 1300 درجه
نوع J	500 تا 750 درجه	750 درجه	-210 ~ 1200 درجه (معمولاً 0 ~ 750 درجه استفاده می شود)

ترموکوپل های نوع N می توانند برای دوره های طولانی زیر 1200 درجه پایدار عمل کنند. در محدوده 400 تا 1300 درجه، ویژگی‌های ترموالکتریک آن‌ها به‌طور خطی برتر از نوع K است و آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کوره‌های صنعتی با دمای بالا تبدیل می‌کند.

اگرچه نوع J دارای محدوده دمایی نظری وسیعی است، اما کاربرد عملی آن معمولاً به زیر 750 درجه محدود می شود زیرا کاتد آهن در دماهای بالا به سرعت اکسید می شود و مستعد شکستگی است.

توجه: ترموکوپل های نوع J باید دارای یک غلاف محافظ (مانند فولاد ضد زنگ 304/316) بالای 500 درجه باشند تا طول عمر آنها افزایش یابد. ترموکوپل های نوع N برای استفاده در اتمسفرهای ضعیف اکسید کننده یا احیا کننده توصیه نمی شوند.

 

III. حساسیت و ویژگی های خروجی سیگنال

ترموکوپل نوع N: پتانسیل ترموالکتریک تقریباً 39μV/درجه، با حساسیت متوسط، کمتر از نوع E و نوع J، اما بالاتر از نوع S است.

از مزایای آن می توان به رانش پتانسیل ترموالکتریک کوچک و قابلیت تکرارپذیری خوب در دماهای بالا اشاره کرد که آن را برای جمع آوری داده های بلندمدت و نظارت خودکار مناسب می کند.

ترموکوپل نوع J: پتانسیل ترموالکتریک تقریباً 50 ~ 51μV/ درجه است، با حساسیت بالاتر از نوع K، و دریافت و پردازش سیگنال آسان است.

خطی بودن در محدوده 0 تا 750 درجه با خطاهای کوچک به خوبی عمل می کند و برای سیستم های کنترل دمای صنعتی مناسب است.

مثال مقایسه: در 600 درجه، نوع J تقریبا 30 ~ 33 میلی ولت خروجی دارد، در حالی که نوع N خروجی تقریباً 23 تا 25 میلی ولت دارد. نوع J سیگنال قوی تری دارد و برای خواندن مستقیم توسط ابزار معمولی مناسب تر است.

 

IV. سازگاری محیطی و محدودیت های استفاده

جدول نوع محیطی	N{0}}نوع عملکرد	J{0}}عملکرد را تایپ کنید
اتمسفر اکسید کننده	مقاومت عالی و قوی در برابر اکسیداسیون زیر 1200 درجه	کاتد آهن به راحتی بالاتر از 500 درجه اکسید می شود، لوله محافظ مورد نیاز است
کاهش اتمسفر	قابل اجرا نیست	قابل استفاده، مقاوم در برابر خوردگی گاز H2 و CO
محیط بی اثر/خلاء	توصیه نمی شود	قابل استفاده، مناسب برای شرایط کاری مختلف
محیطی حاوی گوگرد-	اکیدا ممنوع	اکیدا ممنوع است، به راحتی توسط آهن و کنستانتان خورده می شود
پایداری بلند مدت-	مقاومت عالی و قوی در برابر تشعشعات نوترونی	متوسط، به راحتی در دماهای بالا خراب می شود

توصیه: نوع N-در کوره‌های-در دمای بالا، تجهیزات انرژی هسته‌ای و سایر سناریوهایی که نیاز به پایداری طولانی مدت دارند استفاده می‌شود. نوع J برای مکان‌های صنعتی با گازهای کاهنده مانند پالایش نفت، مواد شیمیایی و فرآوری مواد غذایی مناسب است.

 

V. مقایسه سناریوهای کاربردی معمولی

ترموکوپل‌های نوع N: به طور گسترده در کوره‌های صنعتی با دمای بالا، تجهیزات عملیات حرارتی، نظارت بر موتورهای هوافضا، پایش دمای راکتور هسته‌ای و سایر برنامه‌هایی که نیاز به پایداری طولانی مدت بالا دارند-استفاده می‌شود.

با توجه به عملکرد کلی برترشان در مقایسه با نوع K، آنها به تدریج جایگزین نوع K به عنوان نسل جدید استاندارد اندازه‌گیری دمای متوسط- و-بالا می‌شوند.

ترموکوپل‌های نوع J-: معمولاً در ماشین‌های قالب‌گیری تزریق پلاستیک، خطوط خشک‌کن مواد غذایی، دیگ‌های کوچک، کوره‌های خلاء آزمایشگاهی و سایر زمینه‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر کاهش اتمسفر یا اندازه‌گیری دمای پایین{1}} دارند استفاده می‌شود.

به دلیل قیمت پایین و خروجی سیگنال بالا، اغلب به عنوان جایگزینی موقت برای ترموکوپل های نوع K در طول تعمیر و نگهداری تجهیزات استفاده می شود.