ترموکوپل اندازه گیری دمای بالا با دوام و پاسخ سریع

ترموکوپل یک حسگر دما است که بر اساس اثر ترموالکتریک عمل می‌کند. این حسگر از دو سیم ساخته شده از مواد فلزی مختلف تشکیل شده است. هنگامی که دو فلز در نقطه اتصال (اتصال داغ) در معرض تغییر دما قرار می‌گیرند، یک پتانسیل ترموالکتریک (ولتاژ) مرتبط با دما تولید می‌شود.

فناوری اصلی در کاربرد ترموکوپل‌ها، جبران اتصال سرد است. روش‌های رایج جبران اتصال سرد عبارتند از:

• روش نقطه یخ: اتصال سرد را در مخلوط آب و یخ (0 درجه سانتی‌گراد) قرار دهید. این دقیق‌ترین روش در آزمایشگاه است.
• روش حمام دمای ثابت: اتصال سرد را در یک دستگاه دمای ثابت قرار دهید تا آن را در یک دمای ثابت و مشخص (مانند 50 درجه سانتی‌گراد) نگه دارید.
• روش سیم جبرانی: از سیم‌های فلزی ارزان قیمت با ویژگی‌های ترموالکتریک مشابه مواد الکترود ترموکوپل استفاده کنید تا اتصال سرد را از محل با نوسانات دمایی زیاد به اتاق کنترل با دمای پایدار گسترش دهید.
• توجه: سیم‌های جبرانی باید با شماره مقیاس ترموکوپل مطابقت داشته باشند و قطب‌های مثبت و منفی نباید معکوس شوند.
• روش جبران خودکار الکترونیکی: این روش رایج‌ترین روش مورد استفاده در فرستنده‌های دما و ابزارهای مدرن است. یک حسگر دمای دقیق (مانند ترمیستور یا حسگر دمای مدار مجتمع) در ترمینال ابزار قرار می‌گیرد تا دمای اتصال سرد را در زمان واقعی اندازه‌گیری کند، و سپس ریزپردازنده ابزار به طور خودکار محاسبات جبرانی ریاضی را بر اساس این مقدار دما انجام می‌دهد.

• اندازه‌گیری دمای بالا: این حسگر ترجیحی برای اندازه‌گیری دماهای بالا (تا 1800 درجه سانتی‌گراد) است.
• پاسخ سریع: انتهای اندازه‌گیری یک نقطه جوش داده شده است که امکان اندازه‌ای بسیار کوچک را فراهم می‌کند.
• بادوام: استحکام مکانیکی خوب، قادر به تحمل لرزش و ضربه.
• هزینه کم: (انواع ترموکوپل استاندارد) هزینه نسبتاً کم.
• بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی: سیگنال پتانسیل خود را تولید می‌کند.

ترموکوپل‌ها معمولاً با کدهای نام‌گذاری حرفی شناسایی می‌شوند و کدهای مختلف دارای ویژگی‌ها و محدوده‌های کاربردی متفاوتی هستند.

• اتوماسیون صنعتی: کنترل دمای بلادرنگ کوره‌های انفجاری در کارخانه‌های فولادسازی (1500 درجه سانتی‌گراد)، برج‌های تقطیر پتروشیمی و دیگ‌های بخار نیروگاهی.
• صنعت انرژی نو:
  • کنترل دما کوره‌های رشد سیلیکون تک کریستالی فتوولتائیک (با دقت ±0.2٪ مورد نیاز) و نظارت بر دمای الکترولیزرهای هیدروژن.
  • استفاده سالانه از ترموکوپل‌های نوع K در سیستم‌های مدیریت حرارتی باتری‌های لیتیومی 35٪ افزایش یافته است.
• هوافضا: نظارت بر دمای محفظه‌های احتراق موتورهای موشکی (3000 درجه سانتی‌گراد) و دمای سطح فضاپیماها در هنگام ورود مجدد به جو.
• تحقیقات پزشکی و علمی: کالیبراسیون دما تجهیزات MRI و تحقیقات تغییر فاز دمای بالا مواد.