ترموكوپل و انواع آن

ترموكوپل ها جفتهاي غير همگون از سيمهاي فلزي هستند كه در انتها به يكديگر وصل شده اند ، كه بر ساس اختلاف دما به وجود آمده در انتهاي اين سيمها يك ولتاژ ترموالكتريك در دوسر باز اين سيمها ايجاد مي شود.

 اتصالي كه در پروسه اندازه گيري دما قرار داده مي شود hot junction  ناميده مي شود.

ترموكوپل ها يا به صورت bead thermocouples هستند كه داراي ويژگي هاي قيمت پايين و سرعت پاسخ دهي بالا هستند و يا درون پراب ها ساخته مي شوند. انواع گوناگون پراب ها مناسب براي كاربرد هاي گوناگون اندازه گيري دما از قبيل صنعتي،علمي، تحقيقات پزشكي،صنايع غذايي و ... هستند.

انواع ساختارهاي تيپ ترموكوپل ها به شرح ذيل مي باشد:

1.  Exposed: براي اندازه گيري دماي گاز غيرخورنده روان و يا ساكن در زماني كه حساسيت بالا و پاسخ دهي سريع مورد نياز است.
2. Ungrounded: اين نوع اتصال براي واسط خورنده مناسب است هرچند كه پاسخ دهي حرارتي آهسته تر است. در كاربردهايي كه بيش از يك ترموكوپل به تجهيزات ابزاردقيق ديگر اتصال داده شده است، جهت جلوگيري از سيگنالهاي اشتباهي كه در مدارهاي اندازه گيري رخ مي دهد، ممكن است عايق ضروري مي باشد. اگر نوع تيپ ترموكوپل مشخص نشده باشد ، اين نوع تيپ به عنوان استاندارد در نظر گرفته مي شود.
3. Grounded: اين نوع اتصال براي كاربردهاي فشار بالا و همچنين براي واسط خورنده مناسب است. در اين حالت پاسخ دهي سريع تري را نسبت به اتصال  ungrounded  ولي حفاظت پايينتري دارد .

انواع ترموكوپل

1. ترموكوپل هاي Base Metal

اين نوع ترموكوپل ها از تركيب فلزات معمولي و ارزان قيمت ساخته شده اند. ترموكوپل هاي تايپ E، J، K، N از رايج ترين انواع ترموكوپل هستند. هريك از پايه هاي اين ترموكوپل متفاوت با ديگري و تركيبي از آلياژهاي مخصوص هستند .

• • تايپ E: ترموكوپل تايپ E از پايه مثبت كرومل(90% نيكل/ 10% كروميوم) و پايه منفي كنستانتان (45% نيكل /55% مس) ساخته شده است و رنج دمايي اين نوع ترموكوپل 200- تا 900 درجه سانتيگراد مي باشد. ترموكوپل تايپ E  بالاترين خروجي ميلي ولت (EMF) را در بين تمامي تايپهاي ترموكوپل را داراست.سنسورهاي تايپ E  در دماي زير صفر درجه سانتيگراد ، محيط هاي اكسيدي و يا جو ساكن  قابل استفاده  مي باشد و لي در محيط هايي كه داراي سولفور و جو داراي اكسيژن پايين و يا خلا نبايد استفاده شوند.
  • تايپ  J: ترموكوپل هاي تايپ  J پايه مثبت آهن و پايه منفي كنستانتان  دارد. ترموكوپلهاي تايپ J  رنج دمايي مناسبي از 0 تا 750 درجه سانتيگراد (32 تا 1400 درجه فارنهايت) و در خلا ، محيط اكسيدي و جو ساكن قابل استفاده مي باشد. يه دلايل مشكلات  اكسيداسيون  در رابطه با پايه آهن ، بايد در انتخاب اين نوع ترموكوپل در محيط هاي اكسيدي با دماي بالاي 537 درجه سانتيگراد دقت شود.
• • تايپ K : ترموكوپل تايپ  K از پايه مثبت  كرومل (90% نيكل / 10% مس) و پايه منفي آلومل (95% نيكل/ 5% منگنز، آلومينيوم و سيليكون) ساخته مي شوند. سنسورهاي تايپ K  براي استفاده در محيط هاي اكسيدي و يا در جو كاملا ساكن پيشنهاد مي شوند. ترموكوپل تايپ K  و E  براي استفاده در محيط هاي سولفوري مناسب نيستند.  به اين دليل كه تايپ K نسبت به تايپ E ، T ، J  مقاومت بيشتري نسبت به اكسيداسيون دارد ، استفاده اصلي اين تايپ در دماي بالاي 600 درجه سانتيگراد است ولي بايد از استفاده در شرايط با اكسيژن پايين و خلا خودداري شود.
  • تايپ  N: ترموكوپل هاي تايپ N از پايه مثبت NICRSIL (74.1% نيكل – 14.4% كروميوم – 1.4% سيليكون . 0.1% مگنزيوم) و پايه منفي NISIL (95.6% نيكل -4.4% سيليكون) ساخته مي شوند.رنج دمايي 270- تا  1300 درجه سانتيگراد مي باشد. تايپ N  بسيار شبيه تايپ K مي باشد به جز اينكه كمتر حساس به برخي اكسيداسيونها هستند.. تايپ N  نبايد در خلا در حايت بدون غلاف مورد استفاده قرار گيرد.

                       تايپ T: ترموكوپل هاي تايپ T از يك پايه مثبت مس و پايه منفي كنستانتان ساخته مي شود. رنج دمايي آن 200- تا 350 درجه سانتيگراد مي باشد. سنسورهاي تايپ T در محيط هاي اكسيدي و يا جو ساكن كاربرد دارند.

2. ترموكوپل هاي MI

ترموكوپل هاي عايق بندي شده با منيزيم اكسايد كه عموما به ترموكوپل هاي Mgo معروف هستند.  اين نوع ترموكوپل در رنج گسترده اي از جنس و قطر غلاف هاي مختلف وجو د داغرد كه در بسياري از فرآيند ها و آزمايشگاه ها مورد استفاده قرار مي گيرند. ماهيت اين نوع ترموكوپل ناهموار و قابل خم شدن است و به دليل قابليت استفاده در دماي بالاي آن تبديل به انتغاب محبوبي بين انواع ترموكوپل ها شده است.

3. ترموكوپل هاي مينياتوري

از عناصر ترموكوپل هاي Mgo با خلوص بالا و يك غلاف خارجي كه از آلياژ فولاد و نيكل تشكيل شده اند. 

و با توجه به اندازه مينياتوري كه دارد، داراي مزاياي بي شماري نسبت به ساير همتايان خود مي باشد.

4.ترموكوپل هاي فلز گرانبها

اين ترموكوپل ها از سيم هاي گرانبها و قيمتي مانند پلاتين و روديم ساخته شده اند. ترموكوپل هاي فلز گرانبها با لوله هاي سراميكي كه با المنت هاي ترموكوپل احاطه شده، مورد استفاده قرار مي گيرد.

5.ترموكوپل هاي مقاوم

ترموكوپل هاي فولاد مقاوم از سيم هاي فلزي كه تركيبي از تنگستن و رنيوم هستند، ساخته شده اند. اين فلزات گرانبها هستند و به سختي توليد ميشوند و سيم هايي كه با اين فلزات ساخته  ميشوند اغلب شكننده و بي دوام هستند.

گروه مهندسين آريس

نماينده انحصاري شركت TEMPSENS در ايران

تلفن : 44050128- 44050592 -44050429
فكس: 44050325
ايميل: www.info@aris-eng.com , www.sales@aris-eng.com
واتساپ: 09128168112
www.aris-eng.com