ترموکوبل چیست و کاربردش کجاست ؟
ترموکوبل (Thermocouple) یک سنسور تشخیص دمای ترمو-الکتریکی مداربسته است که شامل دو سیم غیر هم جنس است که در یک انتها به هم متصل شده‌اند. زمانی یک جریان الکتریکی در مسیر برقرار می شود که دما در یک سمت با دما در سمت دیگر تفاوت داشته باشد. (Seebeck Effect) به این پدیه می گویند. گ که اساس کار ترموکوبل می‌باشد به یک طرف این اتصال، اتصال گرم و به طرف دیگر آن اتصال سرد گفته می‌شود. سمت گرم داخل یک محفظه محافظ قرار داده شده و در معرض فرایند قرار داده می‌شود. اگر محل اتصال دو فلز ترموکوبل حرارت داده‌شود، به دلیل اثر ترموالکتریکی در دو سر دیگر آن‌ها که آزاد هستند اختلاف پتانسیلی (ولتاژ) تولید شود. این ولتاژ تابع دما است و با اندازه‌گیری آن، میتوان دما را اندازه گرفت. خرید رپورتاژ آگهی
کلا ماهیت وجود ترموکوبل برای افزایش ایمنی اجاق گاز و یا هر وسیله گازسوز دیگری که شعله دارد استفاده می شود. این قطعه زمانی وارد عمل می‌شود که شعله به هر دلیلی خاموش شود ( مانند باد و یا سرریز غذا) دز این زمان ترموکوبل وارد عمل می شود و گاز را قطع می نماید این عمل ترموکوبل باعث ایجاد ایمنی در وسیله گازسوز می گردد.
ز اتصال دو فلز ناهم‌جنس یک مبدّل (ترانسدیوسر) به نام ترموکوبل تشکیل شده‌است. بهتر است اتصال سرد را در دمای مرجع قرار دهید.با یک مثاال در این زمینه می توان گفت اتصال مرجع را باید در یک ظرف حاوی یخ در حال ذوب شدن قرار داد. سمت دیگر ترموکوبل بایستی به جسمی که می‌خواهیم دمای آن را اندازه بگیریم، کاملاً جفت شود.
ترموکوبل اجاق گاز
هم فر و هم گاز هر دارای قطعه به نام ترموکوبل هستند. این قطعه را نمی توان تعمیر کرد و در صورتی خرابی باید تعویض شود. ترموکوبل وظیفه دارد زمانی که شعله ای بر روی مشعل نمی باشد گاز قطع نماید. به عنوان مثال اگر بر روی شعله گاز شیری گرم می کند که ناگهان سر رفته و باعث می شود شعله خاموش شود اما گاز همچنان باز، جهت ایمنی ترموکوبل بعد از چند دقیه گاز را قطع می نماید. تا دیگر خطری وجود نداشته باشد.
ساختار اصلی ترموکوبل
فلزات ترموکوپلی به‌طور کلی نسبت به قیمت‌شان به دو گروه تقسیم می‌شوند؛ ترموکوبل فلز پایه و ترموکوبل فلزات قیمتی. ترموکوبل یکی از پرمصرف‌ترین و پرکاربردترین سنسورهای دمایی محسوب می‌شود ترموکوبل در صنعت‌های بسیاری مورد استفاده قرار میگیرد. ترموکوبل در دسته سنسورهای تماسی در اندازه‌گیری دما قرار میگیرد. در دنیای صنعت ترموکوبل، سنسورهای غیر تماسی دمایی نیز وجود دارد که بدون نیاز به اتصال یا تماس با محیط موردنظر میتوان کمیت فیزیکی دما را با آن‌ها اندازه‌گیری نمود. این سنسورها مانند سنسورهای لیزری که معمولاً با IR یا مادون‌قرمز کار می‌کنند و یا ترمال ویژن‌ها که دوربین‌های حرارتی هستند و با استفاده از آن‌ها میتوان میزان حرارت نقطه‌ای از تصویر را با استفاده از دوربین بخصوصی اندازه‌گیری کرد.
یکی از علت‌هایی که این سنسورهای ترموکوبل بسیار پرکاربرد هستند این است که رنج دمایی وسیعی را میتوان با Typeهای مختلف آن برای اندازه‌گیری دما پوشش داد ( مثلاً ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد ) که البته سنسور دمایی تماسی دیگری را نمی‌توان یافت که تا این رنج دما را بتواند اندازه‌گیری کند. از علت‌های دیگر محبوبیت ترموکوبل، قیمت مناسب و دقت بالای آن است و همچنین سرعت پاسخ آن در شرایطی که سرعت تغییرات دمایی برای ما مهم است بالاست.
غلاف ترموکوبل
ghalaf خود سنسور ترموکوبل سنسور بسیار کوچکی است که دقیقاً در حد نقطه کو پل شدن ۲ فلز ناهم‌جنس است ولی از آنجایی که این سنسور جزو سنسورهای تماسی است برای مصارف مختلف نیاز به یک اساتراکچر مناسب برای محل نصب خواهیم داشت که به آن غلاف میگویند. این غلاف در سایزهای مختلف در بازار موجود است که هنگام خرید می‌توانید سازهای مختلف موردنظر را به فروشنده اعلام کنید تا برای شما آماده کند.مثلاً غلاف ۵ سانتی ، غلاف ۱۰ سانتی و …
علاوه براین یکی از علت‌هایی که از غلاف برای ترموکوبل ها استفاده می‌شود محافظت از نقطه کوپل در برابر تنش و شوک‌های مکانیکی است. توجه داشته باشید غلاف محافظ بسیار مناسب و خوبی برای ترموکوبل است ، در حالت عادی سرعت پاسخ‌دهی خود ترموکوبل بالاست اما زمانی سرعت پاسخ‌دهی تا حدودی پایین می‌آید که از این غلاف‌ها جهت محافظت از نقطه کو پل استفاده شود.
انواع ترموکوبل
قابل ذکر است که سنسور ترموکوبل در Typeهای مختلفی در بازار موجود است که بر اساس جنس فلزهای بکار رفته این Typeها در سنسور ترموکوبل برای اندازه‌گیری رنج‌های دمایی مختلف تقسیم‌بندی شده‌اند. این Typeها عبارت‌اند از : ترموکوبل نوع K,j,T,E,N,S,R,B که هرکدام رنج دمایی خاصی را پوشش می‌دهد.
میزان تغییرات ولتاژ سر آزاد سیم‌ها بسته به میزان حرارت سرتاسر آلیاژها و حرارت در نقطه کو پل شدن دو آلیاژ ناهم‌جنس دارد. انتهای آزاد آن‌ها را در محلی که دمای آن معلوم است قرار دهیم. معمولاً به این نقطه، نقطه مرجع – نقطه سرد یا اتصال سرد میگویند که در بسیاری از تجهیزات اندازه‌گیری آن را با عنوان CJC بیان می‌کنند.
نکته مهم اینجاست که باید دمای نقطه سرد همیشه ثابت و معلوم باشد و اگر این نقطه سرد دمای ثابتی نداشت و ممکن بود تغییر کند حتماً باید مانند یک ترموستات، دمای آن را توسط یک سنسور دیگر مانند سنسور دمای LM35 بخوانیم.
نکته خیلی مهم در رابطه با ترموکوبل
زمانی که از سیم‌های جبران‌کننده برای اتصال آلیاژها به پایانه موردنیاز مانند تجهیز اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنیم، باید هنگام خرید ترموکوبل با توجه به فاصله اندازه‌گیری دمای نقطه موردنظر از تجهیز موردنیاز برای خواند و قرائت میزان دما، طول سیم‌ها را به فروشنده سفارش دهید. مثلاً بگوید ترموکوبل نوع k می‌خواهم با طول سیم ۲ متر و طول غلاف ۵ سانت. بسیار مهم است که با توجه به فاصله نقطه‌ای که می‌خواهید دما را اندازه‌گیری کنید تا نقطه‌ای که می‌خواهید ترموکوپل را به تجهیز اندازه‌گیری وصل نمایید طول سیم را سفارش دهید. چراکه اگر بعد از خرید ترموکوبل، خواستید اتصال آن را با تجهیز اندازه‌گیری برقرار نمایید و طول سیم‌های جبران‌کننده کافی نبود نباید هرگز به سیم‌های جبران‌کننده سیم دیگری اضافه کنید تا این کمبود فاصله را جبران نمایید. زیرا خود این اتصال یک نقطه کو پل دیگر محسوب می‌شود و میزان دمای اندازه‌گیری شده خطا هست. پس حتماً در انتخاب طول سیم در هنگام خرید دقت نمایید.
همان‌طور که گفته شد با اعمال حرارت به نقطه کو پل در سر آزاد آلیاژهای ناهم‌جنس یا سیم‌های جبران‌کننده اختلاف ولتاژی در حد میلی ولت ایجاد می‌گردد. اگر نی خواهید اختلاف ولتاژ را در حد جریان استاندارد صنعتی یا رنج ولتاژ جهت اتصال به سیستم‌های اندازه‌گیری کنید، می توانی میزان میلی ولت را به ۰ تا ۱۰ ولت و یا ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر تبدیل کنید. برای این کار می‌بایست ترانسمیتر مخصوصی را متناسب با نوع ترموکوبل و رنج دمایی موردنیاز خود از بازار خریداری نمایید. مثلاً اگر ترموکوبل نوع J داشتید و خواستید رنج ۰ تا ۷۵۰ درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری نمایید باید ترانسمیتری سفارش دهید که خروجی ۰ الی ۱۰ ولت یا ۴ الی ۲۰ میلی‌آمپر خروجی دهد. که در آن میزان ۰ درجه دمایی معادل ۰ ولت DC و یا ۴ میلی‌آمپر جریانی است به‌عنوان حد پایین، و مقدار ۷۵۰ درجه سانتی‌گراد دمایی آن معادل ۱۰ ولت DC و یا ۲۰ میلی‌آمپر جریانی به‌عنوان حد بالایی می‌باشد.
تجهیزات مناسب جهت خواندن دمای ترموکوبل
جهت خواندن دمای ترموکوبل باید از یک تجهیز اندازه‌گیری مانندکارت DAQ، میکروکنترلر و PLC استفاده کنیم. امروزه به راحتی می توان با ماژول‌های بسیار مناسب و دقیق مقدار دمای ترموکوبل را خواند.
علت خرابی ترموکوپل چیست
ترموکوپل یک قطعه مصرفی می باشد که تولیدکننده جریان الکتریکی است و به عنوان یک مبدل عمل می کند که با مرور زمان خاصیت مبدل بودنش را از دست می دهد. اگر با مشکل عدم روشن ماند شعله‌های شمعک مواجه شدید نشان از خرابی قطعه ترموکوپل دستگاه شما می باشد. ترموکوپل بخاری بر اثر عواملی نظیر: شکستگی، عدم قرارگیری درست بخاری روی زمین، وارد آمدن ضربه در اثر جا به جایی، قطع شدن های پی در پی جریان گاز آسیب می بیند اگر صدمات وارد شده به قطعه ترموکوپل دستگاه شما تا حدی امکان تعمیر داشته باشد باید در اسرع وقت آن را تعمیر و یا در صورت تعویض حتما قطعه مورد نظر را تعویض نمایید. پس به طور کلی اگر قطعه ترموکوپل شما خراب شود دستگاه نمیتواند کار کند.
سوالات متداول درباره ترمکوپل
در اکثر اوقات خریداران انواع ترموکوبل سوالاتی راجع به این وسیله دارند و مطرح می کنند، از نحوه عملکرد این وسیله گرفته تا نحوه تعمیر و تعویض ترموکوبل. در ادامه به پاسخ بررسی سوالات متداول خواهیم پرداخت.
✔ حداکثر طول سیم دنباله ترموکوبل چقدر می تواند باشد؟
سیمی که به عنوان دنباله در انواع ترموکوبل مورد استفاده قرار میگیرد، ملاک و معیار خطا در طول سیم می باشد، با افزوده شدن به طول سیم ترموکوپل میزان خطای آن نیز افزایش میابد. عموما کلیه تکنسین های این حوزه بر این باورند که طول سیم دنباله ترمکوپل نباشد بیشتر 5 متر باشد و برای متراژ های بالاتر از یک ترانسیمتر استفاده شود و از ترموکوبل های کلگی دار استفاده نمایید.
✔ اقلام مورد نیاز در کنار ترموکوبل چیست آیا ضرورت دارد خریداری شوند؟
بسته به نیازتان برای مشص کردن دمای محل مورد نظر میتوان موارد زیر را همراه ترموکوبل خریداری نمود:
1. سنسور دما (ترموکوبل)
2. نمایشگر دما نظیر ترموتر یا ترموستات
3. سیم دنباله ترموکوبل برای متصل کردن سنسور به وسایل اندازه گیری
✔ سیم شیلد دار یا همان سی مقاوم شده ترموکوبل چیست؟
سیم شیلددار حالتی است که روی سیم های ترموکوبل روکشی کشیده شده است و اساسا از جنس آلیاژ منزیم فشرده شده می باشد و محافظ مناسبی برای ترموکوبل است. این شیلد انعطاف بسیار بالایی دارد و در برابر دما، ضربه های مکانکی مقاوم است. باید توجه داشته باشید که تعمیر و تعویض ترموکوبل که از اجزای حیاتی بخاری‌های گازی به شمار می‌آید، نیاز به تخصص و دانش کافی دارد، بنابراین در صورتی که در زمینه تعمیر لوازم خانگی و تجهیزات گازی تبحر کافی را ندارید، بهتر است از کارشناسان خبره در این حیطه کمک بگیرید. از آن جا که هزینه مربوط به تعمیر و تعویض تاسیسات گازی مناسب است، با مشکل چندانی مواجه نخواهید بود و می توانید با آسودگی خاطر نسبت به تعمیر لوازم خانگی خود اقدام کنید و با بالا بردن ضریب احتیاط، احتمال ایجاد خطرات مختلف را کاهش دهید.
پس از آن پیچ‌های ترموکوبل را باز کرده و آن‌ها را در جایی قرار دهید. سپس تترموکوبل را از جای خود خارج کرده و ترموکوبل جدید را با دقت در محل آن قرار دهید. هر یک از پیچ‌ها را در جای خود گذاشته و یک نیم دور بپیچید. بعد از آن پیچ‌ها را محکم ساخته و تست کارکرد ترموکوبل را که در بالا گفتیم، انجام دهید. پس از آن که از عملکرد صحیح ترموکوپل اطمینان یافتید، می توانید شیر گاز ورودی بخاری را باز نمایید.
قیمت ترموکوپل
با توجه به جنس های موجود در بازار و شرکت های مختلف تولید کنند، قیمت ترموکوپل ها متنوع هستند و کیفت های موجود در بازار ایرانی و چینی، ایتالیایی وآلمانی می باشند.
نمایندگی مجاز ابرکاوان در زمینه های تعمیرات جاروبرقی، تعمیرات ماشین لباسشویی، تعمیرات کولر گازی فعالیت دارد. این مجموعه دارای چندین سال سابقه کاری می باشد. و هدف اصلی آن جلب رضایت مشتریان گرامی می باشد.
