سنسور ترموکوپل چگونه کار می کند؟

ترموکوپل (thermocouple) جزو یکی از انواع حسگرهای دما بوده که در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله درباره این سنسورها (جفت های گرمایی) می توانید اطلاعات زیادی کسب کنید.

ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل تجهیزاتی هستند که برای اندازه گیری دما مورد استفاده قرار می گیرند. دقت، زمان پاسخ سریع و توانایی مقاومت در برابر نوسانات سنگین ، فشار زیاد و دمای شدید آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردها ایده آل می کند.

در زمان خرید سنسورهای دما و تجهیزات مرتبط با آن، بایستی به مسائلی دقت داشته باشید. درست است که خرید سنسور دما با کیفیت خوب مهم ترین بحث، قیمت آن ها است. اما این فقط می تواند شرط لازم باشد. ولی شرط کافی نیست! شما می بایست لیست قیمت انواع ترموکوپل را از قبل بررسی نمایید.

اما یک سوال بسیار مهم:

سنسورهای ترموکوپل چگونه کار می کند؟

اصل کار یک ترموکوپل از اثر Seebeck یا اثر ترموالکتریک طبعیت می کند که به فرآیندی تبدیل شده که انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. این اثر ولتاژ الکتریکی را توصیف می کند که هنگام اتصال دو هادی مختلف اتفاق می افتد و اینکه ولتاژ تولید شده با دما متفاوت است.

طراحی اساسی ترموکوپل شامل دو سیم فلزی ناهمسان است که هر یک از آنها دارای خصوصیات الکتریکی مختلف در دماهای مختلفی هستند. این دو فلز در تماس - لمس کردن، پیچش یا جوش داده شده - در انتهای؛ این نقطه اندازه گیری است. در انتهای دیگر نقطه اتصال قرار دارد که به دلیل اتصال به خواننده ولتاژ فراخوانی می شود. هنگامی که درجه حرارت تغییر در نقطه اندازه گیری، به طوری که چگالی الکترون از هر یک از سیم های فلزی. این تراکم الکترون متغیر ولتاژی است که در نقطه اتصال اندازه گیری می شود.

توجه داشته باشید که جفت های حرارتی در واقع نه دمای مطلق اندازه گیری می کند. در عوض آنها درجه حرارت از تفاوت بین نقطه اندازه گیری و نقطه اتصال اندازه گیری کند. بنابراین ترموکوپل ها به جبران اتصال سرد نیز نیاز دارند ، که این اطمینان را می دهد که دمای محیط در ترمینال های اتصال سرما نتیجه اندازه گیری را تغییر نمی دهد ، بنابراین امکان خواندن دقیق تر را فراهم می کند.

کوپلینگ های فلزی در سنسور ترموکوپل

برای اینکه ترموکوپل به خوبی کار کند ، دو سیم آن باید تا حد ممکن کنتراست را در مدارهای الکترونیکی منفرد ارائه دهد. این امر به این دلیل است که خواننده ولتاژ می تواند بیشترین تفاوت را در ولتاژ ترموالکتریک تشخیص دهد.

ترموکوپل های فلزی پایه ، که به آنها J ، T ​​، K ، E و N گفته می شود ، ولتاژ ترموالکتریک بالاتری نسبت به فلزات نجیب گران تر تولید می کنند ، که به آنها R ، S و B می گویند. نوع دوم اما می تواند در دمای تا 3092 1700 درجه سانتیگراد و حتی بالاتر. برخی از جفت های مشترک فلزی عبارتند از آهن و مس نیکل (نوع J) ، مس و مس نیکل (نوع T) و نیکل کروم و نیکل آلومینیوم (نوع K). ترموکوپل های فلزی نجیب معمولاً از پلاتین و رودیم ساخته می شوند (انواع S ، R و B).

اگر پرسشی در زمینه انواع سنسورهای دما به خصوص سنسورهای ترموکوپل (thermocouple) دارید، می توانید در بخش نظرات همین پست بپرسید.

منابع:

1) برگرفته از وبسایت برق صنعتی (barghesanati.com)

2)وبسایت How Do Thermocouples Work? A Quick Tutorial