انواع ترموکوپل

ترموکوپل ها بسته به جنس فلزاتی که برای تولید آن‌ها استفاده شده است به مدل‌های مختلفی تقسیم بندی و نامگذاری می‌شوند. انواع مختلف ترموکوپل دارای خصوصیات متفاوتی از جهت دامنه اندازه گیری، میزان مقاومت به خوردگی، مقاومت به لرزش های ناگهانی، دقت اندازه گیری، سرعت اندازه گیری ، قیمت تمام شده و … هستند که میبایست در زمان انتخاب نوع ترموکوپل، با توجه به شرایط موجود و نیازمندی‌های پروژه، تمامی این موارد بررسی و در نهایت مدل صحیح انتخاب گردد.

ترموکوپل‌های جنس فلزات پایه

ترموکوپل های ساخته شده با فلزات پایه از سری محصولات بی نظیری هستند که دارای انواع مختلفی نیز بوده اند. در ادامه از سری انواع ترموکوپل و تجهیزات دما را نام برده ایم:

ترموکوپل نوع K ( از جنس کرومل-آلومل)

ترموکوپل تیپ K جزو پرکاربردترین و پر مصرف ترین نوع ترموکوپل است و از نظر هزینه از سایر مدل‌ها ارزان‌تر است. در محدوده دمایی 500 الی 1200 درجه به صورت خطی رفتار می‌کنند و کاربرد آن‌ها بیشتر در این محدوده دمایی می‌باشد. دقت ترموکوپل های تایپ کا برابر با +-0.75% می‌باشد.

ترموکوپل نوع E ( از جنس کرومل-کنستانتان)

ترموکوپل تایپ E دارای دقت اندازه گیری بسیار بالا و در محدوده دمایی -270 الی 1000 درجه سانتی‌گراد کاربرد دارد. پایه مثبت از جنس کرومل و پایه منفی از جنس کنستانتان است .

ترموکوپل نوع J ( از جنس آهن- کنستانتان)

ترموکوپل تیپ J قادر به اندازه گیری محدوده دمایی از -20 الی 1200 درجه سانتی‌گراد می‌باشد ولی در بازه دمایی کمتر از 500 درجه رفتار آن به صورت خطی هست و بنابر این در این بازه کاربرد دارد و طول عمر آن نسبت به تایپ K کمتر است.

ترموکوپل نوع T ( از جنس مس-کنستانتان)

در ترموکوپل تایپ T از سیم مسی برای پایه مثبت و از سیم کنستانتان برای پایه منفی استفاده می‌شود . این سنسور در دماهای پایین بسیار پایدار عمل می‌کند. دقت ترموکوپل تیپ T بسیار بالا است و در محدوده دمایی -270 الی 400 درجه سانتی‌گراد کاربرد دارد. همچینن این تیپ مقاومت به خوردگی و زنگ زدگی بالایی دارد.

ترموکوپل نوع N ( از جنس نیکروسیل-نیسیل)

در ترموکوپل تایپ N پایه مثبت از جنس نیکروسیل و پایه منفی از جنس نیسیل است. ترموکوپل تیپ N شبیه به نوع های K and E می‌باشد و از آن‌ها گرانتر است و ضریب حساسیت آن نیز کمتر است ولی به دلیل اینکه هر دو پایه مثبت و منفی در ترموکوپل تیپ N فاقد خاصیت آهنربایی هستند، در محیط های اکسیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این نوع ترموکوپل‌ها قیمت مناسبی و عمر کوتاهی نیز دارند و پس از مدتی از دقت آن‌ها کاسته می‌شود.

جدول رنج دمایی ترموکوپلهای رایج :

ترموکوپل‌های فلزات گرانبها یا فلزات نجیب

ترموکوپل‌های فلزی نجیب (Noble Metal Thermocouples) یا ترموکوپل‌های فلزی ارزشمند، نوعی ترموکوپل هستند که از فلزهای نجیب یا ارزشمند برای ایجاد جفت حرارتی استفاده می‌کنند. این فلزها معمولاً شامل عناصری مانند پلاتینیوم (Platinum)، رودیم (Rhodium)، اوریدیوم (Osmium)، ایریدیوم (Iridium) و طلای سفید (White Gold) هستند.

ترموکوپل‌های فلزی نجیب به دلیل مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و خوردگی و تحمل دماهای بالا و دقت بالا در اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها معمولاً در مواردی که نیاز به دقت بسیار بالا در اندازه‌گیری دما دارند و در جاهایی که دمای خیلی بالایی دارند به کار می‌روند، از جمله صنایع مترویی، پزشکی، علوم آزمایشگاهی و فضایی. این نوع ترموکوپل‌ها از نظر قیمت به مراتب گران‌تر از ترموکوپل‌های فلز پایه هستند.

انواع ترموکوپل های فلزات گران بها شامل موارد نام برده می شوند:

ترموکوپل نوع S

ترموکوپل تایپ S جزو گران‌ترین نوع ترموکوپل‌ها می‌باشد و برای دماهای بسیار بالا تا 1750 درجه سانتی‌گراد کاربرد دارد. به عنوان نمونه در صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی بسیار کاربرد دارد. در این نوع ترموکوپل از آلیاژ 10% رودیوم و 90% پلاتینیوم استفاده شده است. به ترموکوپل‌های نوع S , R و B ترموکوپل پلاتین-رادیوم نیز گفته می‌شود.

ترموکوپل نوع R

ترموکوپل تایپ R نیز مانند تایپ S جزو گران‌ترین نوع ترموکوپل‌ها می‌باشد و برای دماهای پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آلیاژ 13% رودیوم و 87% پلاتینیوم تشکیل شده است. به دلیل درصد بیشتر رودیوم در این ترموکوپل، قیمت بالاتری نسبت به نوع S دارند.

ترموکوپل نوع B

ترموکوپل تایپ B برای دماهای خیلی بالا استفاده می‌شود و نسبت به تمامی مدل‌های دیگر ترموکوپل در دما‌های بسیار بالا پایداری بهتر و دقت بهتری دارد. مدل‌های نام برده از نظر رنج دمای قابل اندازه گیری، مقاومت به خوردگی و …. با یکدیگر متفاوت هستند و بسته به شرایط و محیطی که یک ترموکوپل باید مورد استفاده قرار بگیرید می‌بایست تیپ و نوع مناسب انتخاب گردد. البته در نظر داشته باشید که یکی از عواملی که در رنج اندازه گیری ترموکوپل تاثیر دارد، قطر سیم آن است که هنگام ساخت ترموکوپل میبایست مد نظر قرار گیرد.

مهم است به یاد داشته باشیم که دقت و محدوده اندازه‌گیری به عواملی چون آلیاژ‌های ترموکوپل، دمایی که اندازه‌گیری می‌شود، ساخت ترموکوپل، جنس محافظ ترموکوپل، محیط اندازه‌گیری، وضعیت محیط (مایع، جامد یا گاز) و قطر سیم ترموکوپل (اگر بیرون آمده باشد) یا قطر محافظ ترموکوپل (اگر سیم ترموکوپل بیرون نیامده ولی محافظ دارد) وابسته است.

با توجه به این عوامل، انتخاب ترموکوپل مناسب برای یک کاربرد خاص نیاز به درک دقیق تر و توجه به شرایط محیطی دارد. ترموکوپل‌ها در انواع مختلفی طراحی می‌شوند تا با شرایط مختلفی سازگار باشند و اندازه‌گیری دقیق دما را فراهم کنند.

جدول کدهای رنگ ترموکوپل ها

در جدول زیر کد رنگ های انواع ترموکوپل را به شرح زیر سازماندهی کرده ایم تا مناسب ترین محصول کاربردی را خریداری نمائید.

مشاهده محصولات مرتبط با ترموکوپل

راهنمای انتخاب نوع ترموکوپل:

انتخاب نوع مناسب ترموکوپل وابسته به تطابق ترموکوپل با نیاز اندازه‌گیری شماست. در ادامه به مواردی که باید در نظر گرفته شوند اشاره می‌شود:

محدوده دما

انواع مختلف ترموکوپل‌ها دارای محدوده دمایی متفاوت هستند. به عنوان مثال، ترموکوپل نوع T با پای مس حداکثر دمای 370 درجه سلسیوس یا 700 درجه فارنهایت دارد. از طرف دیگر، ترموکوپل نوع K می‌تواند تا دمای 1260 درجه سلسیوس یا 2300 درجه فارنهایت مورد استفاده قرار گیرد.

قطر سیم ترموکوپل

قطر سیم‌های ترموکوپل هنگام انجام اندازه‌گیری‌های طولانی مدت نیز باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، ترموکوپل‌های نوع T که در جداول تا دمای حداکثر 370 درجه سلسیوس ذکر شده است به شرطی تا این دما را اندازه می‌گیرد که قطر آن 0.64 inch باد و اگر قطر آن دو برابر شود، حداکثر دمای قابل اندازه گیری آن به 150 درجه می‌رسد.

دقت ترموکوپل

ترموکوپل‌های نوع T بالاترین دقت را در بین ترموکوپل‌های فلزات پایه‌ای دارند و دقت آنها حدود ±1 درجه سلسیوس یا ±0.75٪ (هر کدام بزرگتر باشد) است. در رتبه‌بندی دقت بعدی ترموکوپل‌های نوع E (±1.7 درجه سلسیوس یا 0.5٪) و نوع‌های J، K و N (±2.2 درجه سلسیوس یا 0.75٪) قرار دارند (بر اساس استانداردهای ANSI/ASTM E230).

جنس غلاف

جنس غلاف ترموکوپل باید با شرایط محیطی که ترموکوپل در آن قرار می‌گیرد، سازگار باشند و از آسیب‌های خارجی محافظت کنند.

مواد عایق

اگر ترموکوپل به عنوان سیمی برای اندازه‌گیری دما به کار می‌رود یا به عنوان سنسور سطحی در نزدیکی یک سطح قرار می‌گیرد، مواد عایق برای جلوگیری از تداخل‌های الکتریکی و حفاظت از ترموکوپل بسیار حائز اهمیت هستند.

زمان پاسخگویی یا response time

زمان پاسخگویی مورد نیاز ما، در انتخاب نوع ترموکوپل موثر می‌باشد. ترموکوپل‌ها از نظر نوع اتصال به سه دسته تقسیم می‌شوند که از نظر زمان پاسخگویی با یکدیگر متفاوت هستند.

هندسه سنسور

هندسه ترموکوپل و شکل آن نیز برای انتخاب مهم است. برخی ترموکوپل‌ها به صورت نمونه‌گیرهای اندازه‌گیری با نقطه مشخصی طراحی می‌شوند، در حالی که دیگران ممکن است به صورت سیمی یا به شکل سنسور سطحی دارای شکل و ابعاد مختلف باشند. انتخاب هندسه مناسب به تطابق با نیاز اندازه‌گیری و محیط بستگی دارد.

مشاهده کلیه مقاله های مرتبط با ترموکوپل و سنسورهای دما

عوامل موثر در قیمت یک ترموکوپل چیست؟

• نوع تیپ ترموکوپل که با توجه به رنج دمایی مورد نیاز ما مشخص می‌شود.
• برند ترموکوپل: قیمت ترموکوپل‌های برند اروپایی و آمریکایی بالاتر از محصولات ساخت چین و داخل ایران است.
• جنس غلاف (غلاف فلزی ، غلاف سرامیکی) و عایق مورد استفاده که با توجه به میزان خورندگی و ماده ای که قصد اندازه گیری دمای آن را داریم مشخص می‌شود.
• نوع دماسنج بکار گرفته شده: از نوع هد دار است یا سیمی.
• طول سیم ترموکوپل و قطر آن بر قیمت بسیار تاثیرگذار است.
• میزان دقتی که لازم داریم (accuracy)
• میزان سرعت پاسخگویی مورد نیاز ما (Response Time)
• مواقعی که محیط اسیدی است و جهت محافظت از سنور نیاز به استفاده از ترموول thermowell باشد.