در سیستم‌های ابزار دقیق، ترموکوپل یکی از دقیق‌ترین سنسورهای اندازه‌گیری دما محسوب می‌شود؛ اما دقت این سنسور تنها به کیفیت ساخت آن وابسته نیست. اگر کابل‌کشی ترموکوپل در محیط‌های صنعتی به‌درستی انجام نشود، نویزهای الکترومغناطیسی می‌توانند باعث ایجاد خطاهای چند درجه‌ای در اندازه‌گیری دما شوند. از آنجایی که خروجی ترموکوپل تنها چند میلی‌ولت است، کوچک‌ترین تداخل الکتریکی روی سیگنال آن تأثیر مستقیم می‌گذارد.

در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه، فولاد و کارخانه‌های مجهز به اینورتر و موتورهای سه‌فاز، رعایت اصول کابل‌کشی استاندارد مطابق الزامات IEC 60584 و استانداردهای ابزار دقیق، نقش مهمی در افزایش دقت و پایداری سیستم اندازه‌گیری دارد.

چرا ترموکوپل در برابر نویز حساس است؟

ترموکوپل برخلاف سنسورهای RTD، سیگنال آنالوگ بسیار ضعیفی تولید می‌کند. ولتاژ خروجی اغلب بین ۰ تا ۵۰ میلی‌ولت است؛ بنابراین میدان‌های مغناطیسی ناشی از تجهیزات قدرت به‌راحتی روی کابل القا می‌شوند.

مهم‌ترین منابع نویز عبارت‌اند از:

• اینورتر (VFD)
• موتورهای الکتریکی
• کابل‌های فشار قوی
• ترانسفورماتورها
• کنتاکتورها
• جوشکاری صنعتی
• تجهیزات فرکانس بالا

اگر این نویزها حذف نشوند، سیستم کنترل دمای ناپایدار، نوسان نمایشگر و حتی آلارم‌های اشتباه ایجاد خواهد شد.

حهت آشنایی با ترموکوپل چیست و مهمترین کاربردی که در ابزار دقیق دارد کلیک کنید.

اصول مهندسی کابل‌کشی ترموکوپل

۱. استفاده از کابل اکستنشن یا جبران استاندارد

اولین اصل، استفاده از کابل مخصوص ترموکوپل است. هر نوع ترموکوپل باید با کابل هم‌تیپ خود سیم‌بندی شود؛ برای مثال ترموکوپل Type K باید از کابل اکستنشن یا کابل جبران Type K استفاده کند.

استفاده از کابل برق یا کابل فرمان معمولی باعث ایجاد ولتاژ ناخواسته و خطای اندازه‌گیری خواهد شد.

کتیک کنید: تفاوت کابل اکستنشن و جبران ترموکوپل؛ کدام کابل برای سیستم شما مناسب‌تر است؟

۲. انتخاب کابل شیلددار

در محیط‌های دارای نویز، استفاده از کابل Shielded Twisted Pair ضروری است. شیلد فلزی اطراف کابل مانند یک محافظ عمل کرده و از ورود امواج الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کند.

مزایای کابل شیلددار:

• کاهش نویز EMI و RFI
• افزایش دقت سیگنال
• کاهش نوسان دما
• افزایش قابلیت اطمینان سیستم

خواندن این مقاله را از دست ندهید: علت نویز گرفتن کابل ابزار دقیق چیست؟ + ۵ روش تضمینی حذف نویز

۳. جداسازی مسیر کابل قدرت و ابزار دقیق

یکی از مهم‌ترین قوانین طراحی تابلو و سینی کابل، جداسازی کابل‌های ابزار دقیق از کابل‌های قدرت است.

فاصله پیشنهادی:

• حداقل ۳۰ سانتی‌متر از کابل‌های سه‌فاز
• ترجیحاً سینی کابل مجزا
• در صورت تقاطع، زاویه ۹۰ درجه

عبور موازی کابل ترموکوپل در کنار کابل موتور، مهم‌ترین علت ایجاد نویز در پروژه‌های صنعتی است.

۴. اتصال صحیح شیلد به ارت

اشتباه رایج بسیاری از تکنسین‌ها، اتصال شیلد از هر دو طرف است. این کار باعث تشکیل Ground Loop شده و نویز بیشتری وارد مدار می‌کند.

روش صحیح:

• اتصال شیلد فقط از سمت تابلو کنترل
• عدم اتصال در سمت سنسور
• استفاده از ارت استاندارد ابزار دقیق

این روش در اغلب استانداردهای نصب ابزار دقیق توصیه می‌شود.

نقش ترانسمیتر در حذف نویز

در پروژه‌هایی که فاصله ترموکوپل تا اتاق کنترل زیاد است، بهترین راهکار استفاده از ترانسمیتر هد مونت است.

ترانسمیتر مزایای زیر را دارد:

• تبدیل سیگنال میلی‌ولت به 4-20mA
• کاهش افت ولتاژ
• مقاومت بالا در برابر نویز
• امکان ارتباط HART
• افزایش دقت انتقال داده

به همین دلیل در صنایع پتروشیمی معمولاً ترانسمیتر نزدیک سنسور نصب می‌شود.

مطالعه کنید:ترانسمیتر مناسب برای ترموکوپل؛ چگونه بهترین گزینه را انتخاب کنیم؟

رنگ‌بندی و پلاریته کابل ترموکوپل

رعایت پلاریته یکی از اصول مهم سیم‌بندی است. جابه‌جایی سیم مثبت و منفی باعث نمایش دمای معکوس یا ایجاد خطا در PLC خواهد شد.

برای نمونه در استاندارد IEC:

نوع	مثبت	منفی
Type K	سبز	سفید
Type J	مشکی	سفید
Type T	قهوه‌ای	سفید
Type N	صورتی	سفید

همیشه قبل از اتصال، رنگ‌بندی کابل با دیتاشیت سنسور تطبیق داده شود.

اشتباهات رایج در کابل‌کشی ترموکوپل

بیشترین خطاهایی که در پروژه‌های صنعتی مشاهده می‌شود عبارت‌اند از:

• استفاده از کابل معمولی به جای کابل ترموکوپل
• عبور کابل از کنار اینورتر و کابل موتور
• اتصال شیلد از دو طرف
• استفاده از ترمینال‌های غیراستاندارد
• عدم رعایت رنگ‌بندی IEC
• افزایش بیش از حد طول کابل بدون ترانسمیتر
• اتصال نامناسب ارت

رفع همین موارد معمولاً بخش زیادی از خطاهای اندازه‌گیری را برطرف می‌کند.

چک‌لیست کابل‌کشی استاندارد ترموکوپل

قبل از راه‌اندازی سیستم، این موارد را بررسی کنید:

• نوع کابل با نوع ترموکوپل یکسان باشد.
• از کابل شیلددار استفاده شود.
• کابل قدرت و ابزار دقیق جدا باشند.
• شیلد فقط از یک سمت ارت شود.
• پلاریته مثبت و منفی کنترل گردد.
• ترمینال‌ها استاندارد و محکم باشند.
• در مسیرهای طولانی از ترانسمیتر استفاده شود.
• تست پیوستگی و مقاومت کابل انجام شود.

جمع‌بندی

روش صحیح کابل‌کشی ترموکوپل در محیط‌های نویزی یکی از مهم‌ترین عوامل افزایش دقت سیستم‌های اندازه‌گیری دما است. انتخاب کابل اکستنشن استاندارد، استفاده از شیلد، جداسازی مسیر کابل‌های قدرت، رعایت اصول ارتینگ و به‌کارگیری ترانسمیتر در مسیرهای طولانی، باعث کاهش چشمگیر نویز و افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات ابزار دقیق می‌شود. رعایت این اصول نه‌تنها از خطاهای اندازه‌گیری جلوگیری می‌کند، بلکه عمر سنسور و کیفیت کنترل فرآیند را نیز بهبود می‌بخشد.

سوالات متداول

مشاوره قبل از خرید

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: