ترموکوپل چیست و کاربرد و اصول آن چیست؟

اصل اساسی اندازه گیری دمای ترموکوپل

دو هادی یا نیمه هادی A و B از مواد مختلف را با هم جوش دهید تا یک حلقه بسته تشکیل شود. هنگامی که اختلاف دما بین دو نقطه 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 را در حلقه تشکیل می دهد. این پدیده اثر ترموالکتریک نامیده می شود. ترموکوپل ها با استفاده از این اثر کار می کنند.

ترموکوپل چیست؟

هر دو ترموکوپل و مقاومتهای حرارتی متعلق به اندازه گیری دمای تماس در اندازه گیری دما هستند. اگرچه آنها همان عملکرد اندازه گیری دمای یک شی را دارند ، اما اصول و ویژگی های آنها متفاوت است.

ترموکوپل ها بیشترین استفاده از دستگاه های دما در اندازه گیری دما هستند. ویژگی های اصلی آنها دامنه اندازه گیری گسترده ، عملکرد نسبتاً پایدار ، ساختار ساده ، پاسخ پویا خوب و امکان انتقال سیگنال های الکتریکی {0} ma از راه دور است که برای کنترل خودکار و کنترل متمرکز مناسب است. اصل اندازه گیری دما ترموکوپل ها بر اساس اثر ترموالکتریک است. هنگامی که دو هادی یا نیمه هادی مختلف به یک حلقه بسته متصل می شوند ، هنگامی که درجه حرارت در دو محل متفاوت است ، یک پتانسیل ترموالکتریک در حلقه ایجاد می شود. این پدیده اثر ترموالکتریک نامیده می شود که به عنوان اثر Seebeck نیز شناخته می شود. پتانسیل ترموالکتریک تولید شده در یک حلقه بسته شامل دو پتانسیل است: پتانسیل اختلاف دما و پتانسیل تماس. پتانسیل ترموالکتریک به پتانسیل تولید شده توسط دو انتهای یک هادی یکسان به دلیل دمای مختلف اشاره دارد. هادی های مختلف دارای تراکم الکترون های مختلف هستند ، بنابراین پتانسیل تولید آنها نیز متفاوت است. همانطور که از نام آن پیداست ، پتانسیل تماس به پتانسیل تشکیل شده در هنگام تماس با دو هادی مختلف به دلیل تراکم الکترون های مختلف ، که مقدار مشخصی از انتشار الکترون ایجاد می کند ، اشاره دارد. اندازه پتانسیل تماس به خصوصیات ماده دو هادی مختلف و دمای نقاط تماس آنها بستگی دارد. در حال حاضر ، ترموکوپل های مورد استفاده در سطح بین المللی مشخصات استاندارد دارند. مقررات بین المللی تصریح می کند که ترموکوپل ها به هشت بخش مختلف تقسیم می شوند ، یعنی B ، R ، S ، K ، N ، E ، J و T. کمترین دما را می توان اندازه گیری کرد منهای 270 درجه سانتیگراد و بالاترین میزان می تواند به 1800 درجه سانتیگراد برسد. در میان آنها ، B ، R و S متعلق به سری پلاتین ترموکوپل ها است. از آنجا که پلاتین یک فلز گرانبها است ، به آنها ترموکوپل های فلزی گرانبها نیز گفته می شود ، و باقیمانده آن را ترموکوپل های فلزی ارزان نامیده می شوند. دو ساختار ترموکوپل ، نوع معمولی و نوع زرهی وجود دارد. ترموکوپل های معمولی به طور کلی از ترموکوپل ها ، لوله های عایق ، آستین های محافظ و جعبه های اتصال تشکیل شده اند ، در حالی که ترموکوپل های زرهی با ترکیب سیم های ترموکوپل ، عایق بندی مواد و آستین های محافظ فلزی مونتاژ می شوند و سپس کشیده می شوند تا یک ترکیب جامد تشکیل دهند. با این حال ، سیگنال الکتریکی ترموکوپل برای انتقال به یک سیم خاص نیاز دارد ، که ما آن را سیم جبران می نامیم. ترموکوپل های مختلف به سیمهای جبران خسارت متفاوتی نیاز دارند که عملکرد اصلی آنها اتصال با ترموکوپل است تا انتهای مرجع ترموکوپل را از منبع تغذیه دور نگه دارید تا دمای انتهای مرجع پایدار باشد. سیم جبران خسارت به نوع جبران خسارت و نوع پسوند تقسیم می شود. ترکیب شیمیایی سیم پسوند همانند ترموکوپل جبران شده است ، اما در عمل ، سیم پسوند از همان فلز ترموکوپل ساخته نمی شود. به طور کلی توسط یک سیم با همان چگالی الکترون به عنوان ترموکوپل جایگزین می شود. اتصال بین سیم جبران خسارت و ترموکوپل به طور کلی کاملاً واضح است. قطب مثبت ترموکوپل به سیم قرمز سیم جبران خسارت وصل می شود و قطب منفی به رنگ باقیمانده وصل می شود. بسیاری از سیم های جبران خسارت عمومی از آلیاژ مس-نیکل ساخته شده اند.