ترموکوپل

ترموکوپل یکی از پر مصرف ترین سنسورهای اندازه گیری دما محسوب می گردد . این سنسورهای ساده با استفاده از اتصال یک فلز و آلیاژ آن و با توجه به اثر سیبک تولید می شوند و با همین مکانیزم ساده قادر به اندازه گیری دما به راحتی در رنج وسیعی از زیر صفر تا حدود ۱۷۰۰ درجه می باشند. با توجه به پدیده سیبک اتصال هر دو فلز از نوع مختلف باعث ایجاد ترموکوپل شده و تولید میلی ولتی متناسب با دمای اعمال شده می کند از این رو انواع مختلفی از ترموکوپل می توان تولید کرد در حالی که در استانداردهای متداول میتوان از انواع ۱۰ یا ۱۲ ترموکوپل یاد کرد که در مدلهای های مختلف و با اشکال گوناگون تولید می شود . با توجه به کاربرد ، محیط اندازه گیری دما ،رنج دما ، اندازه گیری دقیق از انواع ترموکوپل میتوان به انواع زیر اشاره کرد :

ترموکوپل تیپ K

ترموکوپل نوع k از سیم فلزی نیکل-کروم به نام تجاری کرومل(chromel) ونیکل آلومینیوم به نام تجاری آلومل(alumel) ساخته می شود.این ترموکوپل ارزان قیمت است و یکی از پرکاربردترین ترموکوپل ها می باشد. رنج عملکرد دمایی آن بین °c 200  -و °c 1350+  و حساسیت آن تقریبا ۴۱  µv/°c است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. ترموکوپل نوع k بخاطر استفاده از مس خاصیت ضد اکسیداسیون دارد لذا در کوره ها که اکسیداسیون رخ می دهد مناسب تر می باشد.

ترموکوپل تیپ J

این ترموکوپل از فلز آهن و آلیاژهای مس – نیکل ساخته می شود. رنج دمایی این ترموکوپل بین °c180-  و °c 750+ است. به دلیل احتمال اکسید شدن آهن این ترموکوپل، در صنایع قالب ریزی پلاستیک استفاده می شود. حساسیت ترموکوپل نوع j ، به اندازه ی ۵۵ µv/°cاست و برای طرح های جدید توصیه می شود. در ترموکوپل نوع j به علت وجود آهن در مکانهایی که امکان اکسیداسیون وجود دارد استفاده نمی شود.

ترموکوپل تیپ E

ترموکوپل نوع e با استفاده از فلزات کرومل وکنستانتان ساخته می شود. محدوده ی عملکرد دمایی آن ، بین °c40-و °c 900+است. این ترموکوپل با ۶۸ µv/°c بیشترین حساسیت را دارد و می توان از آن در کاربردهای خلاء و مواردی که حسگر در آن حفاظت نشده است، استفاده کرد.

ترموکوپل تیپ T

ترموکوپل نوع t از مس cu و آلیاژ نیکل – مس(کنستانتان) ساخته می شود. محدوده ی عملکرد دمایی این نوع ترموکوپل ، بین °c250-  و °c 400+است. این ترموکوپل نسبتا ارزان و برای کاربردهای با دمای پایین مناسب است و در برابر رطوبت مقاومت خوبی دارد. حساسیت این ترموکوپل ، ۴۶ µv/°c است.ترموکوپل نوع t در صنعت به دلیل اینکه نسبت به تمام انواع ترموکوپل خطیتر است و رنج درجه حرارت مناسبی دارد و همچنین از حساسیت خوبی برخوردار است در صنعت بیشتر مورد استفاده می گیرد.

ترموکوپل تایپ N

ترموکوپل نوع n از فلزهای ni-cr-si به نام تجاری نیکروسیل ni-si-mg به نام تجاری نیسیل( nisil) ساخته می شود. محدوده دمائی آن بین°c270-و °c 1300+است. حساسیت این ترموکوپل ، به اندازۀ ۳۰ µv/°c است و معمولا در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

ترموکوپل تیپ  R

ترموکوپل نوع r از فلزهای پلاتین –رادیوم(۱۳% رادیوم) و پلاتین تشکیل می شود. این نوع ترموکوپل دارای دقت بالا و حساسیت آن حدود ۱۰ µv/°c می باشد. این ترموکوپل در محیطهای خنثی و اکسیدی و در دمای بالای °c 1400  تا °c 1550+  کاربرد دارد.

ترموکوپل تیپ S

ترموکوپل نوع s از فلزهای پلاتین –رادیوم(۱۰% رادیوم) و پلاتین تشکیل می شود. این نوع ترموکوپل دارای دقت بالا و حساسیت آن حدود ۱۰ µv/°c می باشد. این ترموکوپل از قدیمی ترین انواع pt-rh  است وجهت اندازه گیری از صفر مطلق تا ۱۱۵۰ درجه سانتی گراد کاربرد دارد.

ترموکوپل تایپ B

ترموکوپل نوع B از فلزهای پلاتین –رادیوم(۳۰% رادیوم) و پلاتین –رادیوم(۶% رادیوم) تشکیل می شود. این ترموکوپل بالاترین نقطه ذوب ، دوام و استحکام را نسبت به دیگر pt- rh  ها به دلیل مقدار بیشتر رودیوم در ساختار دارا میباشد و در محیطهای خنثی ، اکسیدی و احیایی تا دمای ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود.

ترموکوپل Pt-100

Pt نماد شیمیایی برای پلاتین است ، ۱۰۰ مقاومت بر حسب اهم است برای Pt100 در دمای صفر درجه سانتی گراد. تغییرات مقاومت بر حسب دما عبارتند از : ۰٫۳۸۵ Ohm/°C برای اروپا و ۰٫۳۹۲ Ohm/°C برای عناصر آمریکایی.
بنابراین، با اندازه گیری مقاومت ما می توانیم درجه حرارت را محاسبه کنیم.
Pt100 در دسته دما سنج های مقاومتی یعنی RTD ها قرار می گیرد.
سنسور RTD یا Pt100 با دو، سه یا چهار سیم به دستگاه اندازه گیری متصل می شود.
همان طور که در بالا گفته شد در واقع با اندازه گیری مقاومت، دما تعیین می شود.
در هنگام اندازه گیری مقاومت، مقاومت کابل ها ی خروجی موجب بوجود آمدن خطا در اندازه گیری دما می شود. برای جبران این خطا از PT100 های سه سیم و چهار سیم استفاده می شود که با حذف خطای مقاومت کابل ها دقت اندازه گیری افزایش می یابد.