ترموکوپل صنعتی

ترموکوپل صنعتی چیست؟

فروش و ساخت انواع ترموکوپل در تیپ های مختلف و به سفارش شما مشتریان عزیز

ترموکوپل یکی از انواع تجهیزات ابزار دقیق می باشد که جهت اندازه گیری دما در صنایع مختلف و در رنج های مختلف دمایی مورد استفاده قرار می گیرد. ترموکوپل از اتصال دو فلز غیر هم جنس و معمولا به صورت سیم ساخته می شود. این فلزات از یک طرف بهم تابیده شده و بهم جوش می خورند، (جهت جلوگیری از تنش مکانیکی دو فلز) و نقطه گرم (Hot Junction) یا اندازه گیری را تشکیل می دهند.

اثر ترمو الکتریسيته و کاربرد آن در ترموکوپل

این پدیده توسط سی بک در سال 1821 کشف شد. او متوجه شد هرگاه دو انتهای دو رشته سيم غير هم جنس را به یکدیگر وصل کرده و نقطه اتصال را حرارت دهيم در این محل یک اختلاف پتانسيل الکتریکی که به آن پتانسيل تماس یا ولتاژ سيبک می گویند به وجود می آید. در صورتی که دمای اتصالات تشکيل شده با یکدیگر متفاوت باشد جریانی در سيم ها جاری خواهد شد. در شکل زیرنمایش کلی ترموکوپل (پدیده ترموالکتریک) نمایش داده شده است.

بنابراین زمانیکه ترموکوپل در مجاورت سیالی که قرار است اندازه گیری دمای آن را انجام دهد قرار می گیرد، اعمال حرارت به نقطه اتصال دو فلز در اثر پدیده سیبک باعث ایجاد ولتاژ کوچکی بین دو فلز در طرف دیگر می شود. در این نقطه که به ترنسمیتر یا ولت متر متصل می شود اتصال مرجع یا سرد تشکیل می شود. این اختلاف پتانسیل در ولتمتر محاسبه و به درجه حرارت نسبت به ترموکوپل تبدیل می گردد. میزان ولتاژ تولید شده متناسب با میزان دما است.

بازدیدکننده محترم، در صورت بازدید این صفحه با موبایل، لطفا جهت رویت کامل جداول، زمانی که روی جداول هستید تصویر را به سمت چپ یا راست بکشید (برخی جداول به دلیل بزرگی ممکن است در صفحه نمایش شما به صورت کامل نمایش داده نشوند، همچنین می توانید موبایل خود را به صورت افقی بگیرید تا جداول را بهتر ببینید.).

مشخصات فنی ترموکوپل

در ادامه به شرح مشخصات فنی این محصول پرداخته و انواع آن را به صورت تفصیلی شرح خواهیم داد.

انواع ترموکوپل از نظر نوع متریال

بر اساس ترکیبات ممکن از فلزها، می توان تعداد بیشماری ترموکوپل ساخت ولی در عمل تعداد ترموکوپل ها مشخص و محدود است. ترموکوپل ها ازفلزات پایه یا فلزات خاص تشکیل شده اند.

ترموکوپل هایی که از فلزات پایه ساخته شده اندبه شرح زیر می باشند:

1. ترموکوپل نوع K
2. ترموکوپل نوع J
3. ترموکوپل نوع T
4. ترموکوپل نوع N
5. ترموکوپل نوع E

و ترموکوپل هایی که از فلزات خاص تشکیل شده اند به قرار زیر هستند:

1. ترموکوپل نوع S
2. ترموکوپل نوع R
3. ترموکوپل نوع B

هر کدام از انواع ترموکوپل هایی که به آن اشاره کردیم، رنج اندازه گیری دمایی خاص خودشان را دارند و برای صنعت و کاربرد خاصی مناسب هستند.

جدول و رنج دمایی ترموکوپل های استاندارد به شرح زیر می باشد که با توجه به کاربرد، محیط اندازه گیری دما و رنج دما، مورد استفاده قرار می گیرد.

جدول رنج دمایی و مشخصات فنی انواع مختلف ترموکوپل صنعتی

جدول و رنج دمایی ترموکوپل های استاندارد به شرح زیر می باشد که با توجه به کاربرد، محیط اندازه گیری دما و رنج دما، مورد استفاده قرار می گیرد.

نمودار دما بر حسب میلی ولت تیپ های مختلف ترموکوپل

در ترموکوپل ها، رابطه بین ولتاژ و دما خطی نیست. دمای فرآیند با توجه به مقدار ولتاژ حاصل، با خواندن از روی یک منحنی یا بوسیله جدول های ترموکوپل بدست می آید.

تصویر زیر نمودار، مقدار میلی ولت خوانده شده بر اساس دما را برای تیپ های مختلف ترموکوپل نشان می دهد:

انواع ترموکوپل صنعتی بر اساس نوع نصب

انواع ترموکوپل

ترموکوپل فلکسیبل MI cable(pt100) (بایونت دار، رزوه دار، سیمی کپسول)
ترموکوپل هددار ساده	ترموکوپل هددار سرامیکی
ترموکوپل هددار فلنجی	ترموکوپل هددار 90 درجه
ترموکوپل هددار رزوه دار	ترمینال ترموکوپل

انواع ترموکوپل صنعتی بر اساس نوع اتصال

• اتصال ترموکوپل استاندارد

ترموکوپل رایج یا استاندارد از دو سیم غیر هم جنس و یک نقطه اتصال تشکیل می شوند.

• اتصال موازی ترموکوپل

دو یا چند ترموکوپل به حالت موازی در نقطه سرد به همدیگر متصل می شوند.

• اتصال سری ترموکوپل

دو یا چند ترموکوپل به حالت سری در نقطه سرد به همدیگر متصل می شوند.

• ترموکوپل دلتا (دیفرانسیل)

از اتصال دوفلز A هم جنس در نقطه سرد و اتصال آنها به فلز B در نقطه گرم تشکیل می شوند.

اجزای تشکیل دهنده ترموکوپل

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، ترموکوپل ها از قطعاتی مانند هد، مبدل، فیتینگ، ترمینال و غیره تشکیل شده اند.

• نحوه اتصال نقطه گرم ترموکوپل به غلاف در نقطه اندازه گیری دما

در محیط هایی که احتمال ضربه و تنش های مکانیکی و شیمیایی وجود دارد برای محافظت سنسور از غلاف محافظ استفاده می کنند. جنس غلاف با توجه به نوع سیال و کاربری ترموکوپل، می تواند استیل، تفلون، تیتانیوم، اینکونل و غیره باشد.

اتصال جفت گرمایی ترموکوپل به غلاف به روش های زیر صورت می گیرد:

• سیم ترموکوپل بیرون از غلاف محافظ (Exposed Junction): در این حالت، سیم ترموکوپل جوش داده شده و در برابر نفوذ گاز و مایع، بوسیله یک عایق محافظت شده است. در این نوع اتصال، سریع ترین زمان پاسخ را داریم، اما از آنجایی که در این نوع اتصال هیچگونه غلافی روی سیم ترموکوپل وجود ندارد و سیم های ترموکوپل حفاظت مکانیکی ندارند، در مقابل ضربات مکانیکی یا سیالات خورنده، آسیب پذیر هستند.

• سیم ترموکوپل متصل به غلاف محافظ (Grounded Junction): در این نوع اتصال، غلاف و سیم های ترموکوپل به هم جوش خورده و یک اتصال کاملا محکم را تشکیل می دهند و برای قرار گیری در آب، بخار، گاز و فشار بالا پیشنهاد می گردد. سیم ها از شرایط خورنده و سایش دهنده محافظت شده و زمان پاسخ گویی بالایی دارد.

• سیم ترموکوپل جدا از غلاف محافظ (Ungrounded Junction): در این نوع، محل اتصال به طور کامل از پایین غلاف عایق شده و جوش داده شده است و زمان پاسخ گویی طولانی نسبت به بقیه اتصالات دارد.

• سیم ترموکوپل جدا از غلاف با قطر غلاف کاهش یافته (Ungrounded Reduced): ویژگی های فنی این نوع اتصال مانند روش شماره 3 می باشد، اما در این حالت قطر بیرونی غلاف کمتر و زمان پاسخ گویی سریع تر شده است بدون اینکه استحکام ساختاری از دست برود.

طول غلاف به طور تقریبی به صورت زیر می باشد:

• قطر بیرونی mm 1.5 کمتر شده به mm 1.0
• قطر بیرونی mm 3.0 کمتر شده به mm 2.2
• قطر بیرونی mm 4.5 کمتر شده به mm 3.4
• قطر بیرونی mm 6.0 کمتر شده به mm 4.5

کاربرد ترموکوپل

ترموکوپل ها یکی از انواع سنسورهای دمایی هستند که به طور گسترده ای در صنایعی همچون نیروگاه ها، نفت و گاز، پتروشیمی، فولاد، پالایشگاه، سیمان، کاغذ، پلاستیک، لاستیک و غیره کاربرد دارد.

ترموکوپل ها در فرآیندهای صنعتی همچون تقطیر، تخمیر، اکستروژن، خشک کن، بهبود دهنده فرآیند احتراق، HVAC و غیره نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع مختلف با توجه به شرایط کاربری خاص در هر کدام از بخش ها، باید از آلیاژ و متریال خاصی برای غلاف ترموکوپل استفاده شود.

ترموکوپل های مخصوص کوره که در صنایعی از جمله صنایع نفت و گاز، صنایع سرامیک، صنایع فولاد و بسیاری از صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرد، با توجه به نوع کوره، از ترموکوپل خاصی از جمله تایپ K و S و R و B استفاده می گردد. با توجه به شرایط کوره ای که ترموکوپل در آن استفاده می گردد، نوع ترموکوپل مناسب انتخاب می گردد.

تست ترموکوپل صنعتی

در بسیاری از صنایع تولیدی و کارخانه ها، در صورت توقف خط تولید، پروسه فرآیند از کار می افتد. بنابراین تست تجهیزات اندازه گیری دما از اهمیت بسیاری برخوردار است و در صورت بروز مشکل، سنسور معیوب باید جهت بررسی و تست، از مدار خارج گردد. جابجایی سنسور از مکانی به مکان دیگر جهت تست نیز ممکن است مشکلاتی به همراه داشته باشد و در مکان دیگر در بازه دمایی متفاوتی در محیط قرار گیرد و در اندازه گیری با خطا همراه باشد.

بهترین روش جهت تست ترموکوپل، استفاده از یک ترموکوپل جدید (که قبلا کامل تست شده و از سالم بودن آن اطمینان دارید) در کنار ترموکوپلی که به خرابی مشکوک است، می باشد. چنانچه شرایط استفاده به صورت همزمان از ترموکوپل را ندارید، نمونه جدید را جایگزین نمونه قبلی کنید و رنج دما دو نمونه را با هم مقایسه کنید. در صورت نیاز، می توان ترموکوپل معیوب را به آزمایشگاه های کالیبراسیون ارسال کرد که مورد آزمایش قرار گیرد و گواهی کالیبره برای آن نیز صادر گردد.

نحوه انتخاب ترموکوپل

در زمان انتخاب ترموکوپل باید به موارد زیر توجه شود:

• رنج دمایی کارکرد ترموکوپل
• رنج تحمل دمایی سیم های ترموکوپل
• رنج دمایی غلاف یا پوشش محافظ سرامیکی یا فلزی
• تیپ ترموکوپل
• طول ترموکوپل
• جنس غلاف ترموکوپل
• امکان داشتن خروجی 4 تا 20 ميلی آمپر برای ترموکوپل
• دقيق بودن ترموکوپل و کلاس دقت آن
• نوع سراميک به کار برده شده در ترموکوپل

جزئیات کاربردی انتخاب ترموکوپل

وقتی تجهیزی تعویض می شود ممکن است عملکرد تجهیز قدیمی و جدید متفاوت باشد .در تعویض ترموکوپل ها و RTD ها مشکلات مشابهی وجود دارد که عبارتند از :

• اگر ترموکوپل نصب شده با ترموول اتصال نداشته باشد، در انتهای ترموول یک فاصله هوایی بوجود می آید که روی پاسخ زمانی ترموکوپل تاثیر می گزارد و باعث تفاوت بین دمای اندازه گیری شده و دمای واقعی می شود. برای حل این مشکل می توان از یک Thermopaste استفاده کرد و آن را در نقطه ایی که اندازه گیری دما انجام می شود قرار داد.
• در مواقعی که ترموکوپل نصب شده در ترموول تعویض می شود باید نوک ترموول تمیز شود زیرا احتمال دارد در طی تعویض یا به مرور زمان موادی در ته ترموول جمع شوند و باعث جدایی ترموکوپل از ترموول شده و مانع انتقال حرارت شوند.
• مشکل دیگر زمانی است که ترموکوپل جدید نسبت به ترموکوپل قدیمی جنس متفاوتی دارد. این مساله روی زمان پاسخ تاثیر می گزارد و هر چند روی دقت تاثیر ندارد ولی می تواند روی پایداری سیستم حلقه بسته تاثیر بگذارد.
• مشکل دیگر مربوط به زمین کردن است. دقت و پاسخ ممکن است بین تجهیزات زمین شده و زمین نشده متفاوت باشد.
• با تعویض ترموکوپل ها، ممکن است نیاز به تعویض کابل های الحاقی نیز وجود داشته باشد. کشش و تنش و استهلاک کابل می تواند روی دقت تاثیر بگذارد.

به چه مواردی باید در زمان استفاده از ترموکوپل توجه کنیم؟

1. ترموکوپل را در معرض حرارت مستقیم قرار ندهید، ترموکوپل ها تنها آنچه که حس می کنند گزارش می گیرند.
2. ایجاد عمق کافی برای نصب ترموکوپل و جلوگیری از اتلاف حرارت، اصولا عمق ورود ترموکوپل ده برابر قطر غلاف ترموکوپل می باشد.
3. در محیط حرارت بالا ترموکوپل به صورت عمودی استفاده شود و با یک ساپورت ترموکوپل را از لرزش جلوگیری کنید.
4. برای تعویض ترموکوپل در کوره های در حال کار، غلاف را گرم کنید.
5. در صورت از بین رفتن غلاف آ نرا سریع تعویض کنید.
6. عمق غوطه وری ترموکوپل را تغییر ندهید.
7. برای عمر بالاتر ترموکوپل از سیم های قطور و بلندتر با قطر بیشتر استفاده کنید.
8. برای پاسخ دهی سریع، از سیم های نازک و غلاف کوتاه تر و قطر کمتر استفاده کنید.

مزایای استفاده از ترموکوپل

• هزینه کم
• اندازه کوچک
• مقاوم بودن
• محدوده کاری وسیع
• پایدار در حد قابل قبول
• دقیق برای تغییرات دمایی بالا
• پاسخ سریع

معایب استفاده از ترموکوپل

• خروجی خیلی ضعیف در حد میلی ولت
• دقت محدودد برای تغییرات دمایی کم
• حساس نسبت به نویز الکتریکی
• غیر خطی
• تبدیل پیچیده از emf به دما

برندهای ترموکوپل

برندهای ترموکوپل

Atbin	Delta Fluid	Emerson
Endress & Hauser	Euromisure	Fuji
Nagano	Jumo	Pyro Controle
Rueger	Thermo Electric	Wise Control

لیست قیمت ترموکوپل صنعتی

مشتریان محترم، ترموکوپل با توجه به متریال و ابعاد و نوع نصبی که مشتری درخواست می کند، انواع بسیار متفاوتی دارد. بر اساس سفارش مشتری و درخواست مشتری، نقشه ساخت ترموکوپل در کارگاه بررسی می شود و قیمت گذاری می گردد. لذا ارائه لیست قیمت مشخص برای ترموکوپل امکان پذیر نمی باشد. لطفا برای سفارش گذاری و اطلاع از قیمت ها با کارشناس مربوطه تماس بگیرید.