ترموکوپل هد دار تایپ E، تایپ N، تایپ T

توضیحات

ترموكوپل‌ها در صنعت کاربرد بسیار زيادي دارند، به طوري كه به عنوان يكي از مهمترين سنسورهاي‌ دما به‌ كار مي‌روند. از ميان بسياري از تركيبات فلزات براي تشكيل ترموكوپل تنها تعداد كمي از آنها داراي رفتار خطي مناسب و مقاومت قابل توجه در مقابل دماي زياد دارند.

ترموکوپل‌ انواع گوناگونی دارد که در این نوشته، به معرفی ترموکوپل تایپ E، ترموکوپل تایپ N و ترموکوپل تایپ T و پس از آن، به معرفی محصولات ترموکوپل هد دار تایپ E، ترموکوپل هد دار تایپ N و ترموکوپل هد دار تایپ T می‌پردازیم.

ترموکوپل چیست؟

ترموكوپل همواره به عنوان عنصر حس كننده دما در سنسور حرارتي استفاده مي‌شود. اصول كاري ترموكوپل براساس دو فلز با جنس‌های متفاوت می‌باشد که در یک نقطه که به آن اتصال گرم گفته می‌شود، به یکدیگر کوپل می‌شوند و با تغيير دماي محيط اختلاف پتانسيل نقطه اتصال تغيير مي‌كند.

اختلاف پتانسيل نقطه اتصال براي يك نقطه اتصال قابل اندازه گيري نمی‌باشد اما زماني كه دو نقطه اتصال در يك مدار قرار گيرند، به طوري كه نقطه اتصال در دماي متفاوت با ديگري قرار داشته باشد آنگاه ولتاژي در حد چند ميلي ولت بين آن دو نقطه ايجاد مي‌شود.

یکی از مزایایی انواع ترموکوپل (Thermocouple) اين است كه قسمت حس كننده آن کوچک می‌باشد و این امکان وجود دارد كه ترموكوپل را در فضاهای کم جاسازی کرد و بتوان پاسخ مناسبي را نسبت به تغيرات سريع دما دريافت كرد.

انواع ترموکوپل

ترموکوپل‌ها انواع بسیار مختلفی دارند که بر اساس محدوده دمایی که می‌توانند اندازه‌گیری کنند، در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تعدادی از این ترموکوپل‌ها که استفاده بسیار زیادی در صنایع دارند به همراه فلزات تشکیل دهنده آنها در زیر آورده شده است.

ترموکوپل تایپ Type K Thermocouple) K): این دسته ترموکوپل‌ها از Ni-Al (با نام تجاری آلومل Alumel) وNi-Cr (با نام تجاری کرومل Chromel) تشکیل شده است.

ترموکوپل تایپ Type J Thermocouple) J): این دسته از ترموکوپل‌ها از آلیاژهای مس-نیکل (کنستانتان Constantan ) و آهن تشکیل شده است.

ترموکوپل تایپ Type E Thermocouple) E): این نوع ترموکوپل از فلزات مس-نیکل (کنستانتانConstantan ) و Ni-Cr (کرومل Chromel) تشکیل می‌شود.

ترموکوپل تایپ Type N Thermocouple) N): این ترموکوپل از فلزهای Ni-Cr-Si (به نام تجاری نیکروسیل) و Ni-Si-Mg (به نام تجاری نیسیل  Nisil) ساخته می‌شود.

ترموکوپل تایپ Type T Thermocouple) T): از مس Cu و آلیاژ مس-نیکل (کنستانتان Constantan) تشکیل شده است.

ترموکوپل تایپ Type E Thermocouple) E)

ترموکوپل تایپ Type E Thermocouple) E) یک ترموکوپل ساخته شده از آلیاژهای نیکل است که غیر مغناطیسی می‌باشد. پایه مثبت ترموکوپل تیپ E از جنس کرومل (تشکیل شده از 90% نیکل و 10% کروم) و پایه منفی از جنس کنستانتان (تشکیل شده از 55% مس و 45% نیکل) هستند. غیر مغناطیسی بودن ترموکوپل تایپ E استفاده از آن را در برخی مصارف خاص مناسب می‌کند اما گستردگی کاربرد آن را در صنایع مختلف کاهش می‌دهد.

محدوده دمایی که این نوع ترموکوپل اندازه‌گیری می‌کند بین منفی 200 تا 900 درجه سانتیگراد و حساسیت آن 68µv میکرو ولت بر درجه سانتیگراد می‌باشد. ترموکوپل تیپ E دارای دقت و پایداری دمایی بیشتر از ترموکوپل تیپ K و J می‌باشد و معمولا در رنج دمایی پایین‌تر دارای پاسخی به مراتب با دقت‌‌تر و پایدار‌‌تر از دو تیپ K و J می‌باشد.

استفاده از ترموکوپل تیپ E در محیط‌هایی که دارای خلا می‌باشد توصیه نمی‌شود و استفاده آن در چنین محیط‌های  باعث کاهش طول عمر محصول می‌شود. پیش از آنکه تصمیم به خرید ترموکوپل تایپ E داشتید، لازم است بدانید که قیمت ترموکوپل تایپ E نسبت به ترموکوپل تایپ Type K Thermocouple) K) و تایپ J بالاتر است اما با این وجود حساسیت و دقت بالاتری دارد.

ترموکوپل تایپ Type N Thermocouple) N)

ترموکوپل تایپ Type N Thermocouple) N) نیز ساخته شده از آلیاژهای نیکل است. پایه مثبت ترموکوپل تیپ N از جنس نیکروسیل (آلیاژی از نیکل است که حاوی 84% نیکل، 14.4% کروم، 1.4% سیلیکون و در حدود 0.1% عناصری مانند منیزیم، آهن، کبالت و کربن است) و پایه منفی ترموکوپل نوع N از جنس نیسیل (آلیاژی است شامل 95.5% نیکل، 4.4% سیلیکون، 0.1% منیزیم و مقادیر کمی آهن، کبالت و کربن) است.

ترموکوپل تایپ N محدوده دمایی بین منفی 270 تا 1300 درجه سانتیگراد را پوشش می‌دهد و حساسیت آن برابر با 39µv میکرولت بر درجه سانتیگراد است. قیمت ترموکوپل تایپ N نسبت به ترموکوپل تایپ J و تایپ K بالاتر است اما به نسبت ترموکوپل تیپ K پایداری بیشتری دارد، درحالی که حساسیت آن اندکی کمتر می‌باشد. همچنین این نوع ترموکوپل در دمای بین 300 تا 500 درجه سانتیگراد تکرارپذیری بهتری نسبت به نوع K دارد.

از ترموکوپل تیپ N می‌توان در محیط‌هایی که امکان اکسید شدن وجود دارد استفاده کرد و همچنین در دماهای بالا نیز به خوبی کار می‌کند. از این ترموکوپل می‌توان در صنایع نیروگاهی، پتروشیمی، فولاد و به ویژه صنایع آلومنیوم استفاده کرد. توصیه می‌شود از ترموکوپل سری N در محیط‌هایی که دارای عنصر گوگرد هستند، استفاده نشود.

ترموکوپل تایپ Type T Thermocouple) T)

ترموکوپل تایپ Type T Thermocouple) T) به نسبت دیگر ترموکوپل‌ها، کمتر استفاده می‌شود این ترموکوپل بیشتر در محیط‌های آزمایشگاهی و صنایع غذایی به کار می‌رود. محدوده دمایی که ترموکوپل تیپ T می‌تواند اندازه‌گیری کند بین منفی 200 تا 350 درجه سانتیگراد است. پایه مثبت ترموکوپل تیپ T از جنس مس (99.95% مس خالص و در حدود 0.1% ناخالصی اکسیژن) با رسانندگی بالا  و پایه منفی از جنس کنستانتان (آلیاژی حاوی 55% مس و 45% نیکل است) است.

ترموکوپل تایپ T حساسیتی برابر با 43µv میکرو ولت بر درجه سانتیگراد دارد. قیمت ترموکوپل تایپ T به دلیل محدوده دمایی کوچکی که پوشش می‌دهد، پایین است. ترموکوپل تیپ T در برابر رطوبت مقاوم است و به دلیل خطی‌تر بودن، محدوده دمایی مناسب و حساسیت خوب، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ترموکوپل هد دار

ترموكوپل‌ها از نظر شكل فيزيكي دارای تنوع زیادی در بازار می‌باشند. ترموكوپل‌ها در صنعت با توجه به رنج دمایی، حساسیت، نوع استفاده، محل نصب و طريقه نصب به اشكال گوناگون توسط تولید کنندگان ترموکوپل ساخته و به بازار عرضه‌ می‌شود.

 يكي از پرمصرف‌ترين و پرکاربردترین اين اشكال ترموكوپل با هد يا junction box مي‌باشد. در اين نوع ترموكوپل‌ها به دليل نوع ساختار قسمت اتصال الكتريكي که شامل ترانسمیتر دما یا ترمینال بلوک می‌باشد درون هد محافظت مي‌شود و باعث نصب راحتر اتصال الكتريكي می‌گردد و نکته بسیار مهم اینکه تعويض و يا تغيير كابل رابط ترموکوپل به سادگي و بدون نياز به تعويض خود سنسور توسط خود مصرف كننده امكان پذير مي باشد.

جهت استفاده ترموکوپل در مکان‌هایی که لرزش یا ضربه وجود دارد بهتر است برای محافظت از سنسور از ترموول یا غلاف استفاده شود که این کار باعث کاهش سرعت پاسخگویی می‌شود.

ترموکوپل هد دار در انواع مختلفی از جمله ترموکوپل تایپ E، ترموکوپل تایپ N و ترموکوپل تایپ T تولید و به بازار عرضه می‌شود که هر کدام از آن‌ها با توجه به ویژگی‌هایی که دارند، می‌توانند در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند.

ترموکوپل هد دار تایپ E

ترموکوپل هد دار تایپ E، از دو پایه مثبت کرومل (حاوی 90% نیکل و 10% کروم) و منفی کنستانتان تشکیل شده است. ترموکوپل هد دار تیپ E دارای بیشترین خروجی میلی‌ولت بین ترموکوپل‌های موجود در بازار است و می‌توان از آن در محیط‌هایی با دمای کمتر از صفر درجه سانتیگراد و محیط‌هایی که امکان اکسید شدن در آن وجود دارد استفاده کرد.

از ترموکوپل هد دار تایپ E نباید در محیط‌هایی که خلا وجود دارد، درصد اکسیژن کم است و یا گوگرد در آن قرار دارد، استفاده کرد. روکش استفاده شده برای تولید ترموکوپل هد دار تیپ E می‌تواند از جنس استیل یا سرامیک باشد.

ترموکوپل هد دار تایپ N

ترموکوپل هد دار تایپ N دارای دو پایه، مثبت نیکروسیل و منفی نیسیل می‌باشد. معمولا از این نوع ترموکوپل‌های هد دار در دماهای بالا بیشتر استفاده می‌شود و تحمل این سنسور در برابر اکسید شدن در دماهای بالا بهتر از ترموکوپل نوع K می‌باشد. از ترموکوپل تیپ N بدون غلاف مناسب، نباید در محیط‌های خلا و یا محیط‌های کاهنده استفاده کرد.

ترموکوپل هد دار تیپ N دارای دقت و محدوده اندازه گیری یکسان با ترموکوپل هد دار تیپ K می‌باشد و مهمترین وجه متمایز کننده ترموکوپل با اتصال هد تایپ K هزینه پایین آن برای ساخت می‌باشد و البته حساسیت ترموکوپل نوع N به مقدار بسیار کمی از نوع K پایین‌تر است و به همین دلایل نتوانسته است به طور کامل جایگزین ترموکوپل نوع K شود.

ترموکوپل هد دار تایپ T

ترموکوپل هد دار تایپ T دارای دو پایه مثبت مس و پایه منفی کنستانتان است. ترموکوپل هد دار تیپ T یکی از پایدار‌ترین دسته ترموکوپل‌ها می‌باشد و معمولا در دماهای پایین کاربرد فراوانی در صنایع برودتی و فریزرها دارد. از کاربرد‌های وسیع دیگر این نوع ترموکوپل می‌توان به استفاده در آزمایشگاها اشاره کرد. ترموکوپل هد دار تایپ T دارای تکرار پذیری بسیار فوق العاده در رنج منفی 200 تا 200 سانتیگراد می‌باشد.

در زمان خرید ترموکوپل، به چه نکاتی دقت کنیم؟

ترموکوپل یک وسیله است که برای اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد و انواع بسیار متنوعی دارد. هر یک از انواع ترموکوپل با توجه به محدوده دمایی که می‌تواند اندازه‌گیری کند و ویژگی‌های شیمیایی فلزات تشکیل‌دهنده‌اش، برای استفاده در محیط‌های مشخصی مناسب است. در زمان خرید ترموکوپل لازم است به فلزات سازنده آن، محدوده دمایی که پوشش می‌دهد، حساسیت و محیط‌های مناسب برای استفاده توجه کنید.

ترموکوپل تایپ E محدوده دمایی مناسبی را پوشش می‌دهد اما به این دلیل که غیر مغناطیسی است، کاربرد کمتری دارد. ترموکوپل تایپ N به ترموکوپل تیپ K شباهت زیادی دارد اما حساسیت پایین‌تری دارد و مقاومت کمتری در برابر اکسید شدن، نسبت به ترموکوپل مشابه خود دارد. ترموکوپل تیپ N نسبت به تیپ K قیمت بالاتری دارد و به همین دلیل فروش آن نیز کمتر است.

ترموکوپل تایپ T محدوده دمایی کوچکی را پوشش می‌دهد و به حسگر سرمایی شناخته می‌شود به این معنی که در دماهای پایین کارکرد بهتری دارد. این ترموکوپل در صنایع غذایی و یا محیط‌های آزمایشگاهی به کار می‌رود.

جمع بندی

در بالا به طور مفصل درباره ویژگی‌های سه ترموکوپل تایپ T ,N ,E صحبت شد و سپس به معرفی محصولات ترموکوپل هد دار پرداخته شد. اکنون شما می‌توانید با توجه به اطلاعات داده شده، ترموکوپل مورد نیاز خود را خریداری کنید. علاوه بر تمام نکاتی که عنوان شد، در زمان خرید لازم است به برند تولیدکنندگان ترموکوپل نیز توجه ویژه‌ای داشته باشید. گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما، یکی از تولیدکنندگان انواع حسگر حرارتی از جمله انواع ترموکوپل است که محصولاتی با کیفیت بسیار بالا به بازار عرضه می‌کند.

گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما با سابقه‌ای درخشان در زمینه واردات، ساخت، عرضه مستقیم ترموکوپل، سنسورهای حرارتی RTD، المنت، کابل‌های ترموکوپل، انواع ترموول فعالیت می‌نماید و همچنین آماده ارائه انواع خدمات در زمینه ساخت و تولید انواع ترموکوپل جهت صنایع نفت و گاز، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی و دارویی و بسیاری از صنایع کوچک و بزرگ دیگر را دارا می‌باشد. شما مشتریان گرامی جهت مشاوره و اطلاع از قیمت انواع ترموکوپل می‌توانید با همکاران ما در واحد فروش در ارتباط باشید.