ترموکوپل ها مهم ترین ابزار ها برای اندازه گیری دما در صنایع مختلف هستند. در بین انواع مختلفی که از این وسیله تولید و به بازار عرضه می شود، ترموکوپل نوع k کاربرد بالایی دارد. در این مقاله ابتدا توضیح می دهیم که ترموکوپل نوع k چیست. سپس مزایا و معایب این وسیله کاربردی را بررسی می کنیم. همچنین اجزا و نحوه کار کردن این ابزار کاربردی در صنایع مختلف را بررسی کرده و در انتها نیز کاربرد های آن را بیان می کنیم.
ترموکوپل نوع k چیست؟
اگر شما نیز می خواهید بدانید که ترموکوپل نوع k چیست این مطلب برای شماست. ترموکوپل نوع K یکی از ابزار هایی است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. ترموکوپل نوع K از دو سیم مختلف تشکیل شده است که به صورت موازی با یکدیگر درون یک استوانه قرار گرفته اند. یکی از سیم ها از نیکل-کروم (Nickel-Chromium) و دیگری از نیکل-آلومل (Nickel-Alumel) ساخته شده است.
ترموکوپل نوع K به عنوان یکی از پر کاربرد ترین ترموکوپل ها در صنایع مختلف استفاده می شود. این ترموکوپل دارای ویژگی هایی مانند دامنه دمایی وسیع، پایداری در دما های بالا، دقت بالاو هزینه نسبتاً پایین است. به همین دلیل ترموکوپل نوع K در بسیاری از صنایع و پروژه های مختلف از جمله فرایند های حرارتی، کنترل دما و تجهیزات اندازه گیری دما استفاده می شود.
اجزاء و نحوه کار ترموکوپل نوع k
ترموکوپل نوع K به عنوان یکی از ترموکوپل های محبوب و پر مصرف شناخته می شود. این ترموکوپل از دو فلز غیر هم جنس به نام آلومل (ترکیبی از نیکل و آلومنیوم) و کرومل (ترکیبی از نیکل و کروم) ساخته می شود. قسمت مثبت ترموکوپل نوع K از ترکیب 90 درصد نیکل و 10 درصد کروم تشکیل شده است و قسمت منفی آن شامل 95 درصد نیکل، 2 درصد آلومینیوم، 2 درصد منگنز و 1 درصد سیلیکون می شود. ترموکوپل نوع K به دلیل دارا بودن فلز نیکل در ساختار خود، مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی دارد که باعث شده تا در مقایسه با سایر ترموکوپل ها کاربرد بهتری داشته باشد.
ترموکوپل نوع K رنج دمایی در بازه -250 درجه سانتیگراد تا 1300 درجه سانتیگراد را اندازه گیری می کند. حساسیت ترموکوپل نوع K نیز تقریباً 41 میکرو ولت بر درجه سانتیگراد است. با این حال باید توجه داشت که محدوده عملکرد دمایی این ترموکوپل ممکن است با توجه به طراحی و کاربرد مورد نظر مورد در صنایع مختلف متغیر باشد.
نحوه کار ترموکوپل نوع K به این گونه است که سر داغ (hot junction) ترموکوپل نوع K در محیطی قرار می گیرد که قصد اندازه گیری دمای آن را داریم. در این قسمت نیکل-کروم و نیکل-آلومل به طور فیزیکی و الکتریکی به یکدیگر متصل شده و یک انرژی حرارتی تشکیل می دهند. هنگامی که دما در این نقطه تغییر می کند، تفاوت دمایی بین دو نقطه از سیم ها باعث تولید ولتاژ ترمو الکتریک می شود. این ولتاژ ترموالکتریک نشان دهنده دمای محیط است.
بخش سرد (cold junction) ترموکوپل نوع K به یک دستگاه برای خواندن دما متصل می شود. در این بخش، ولتاژ ترموالکتریک که توسط سر گرم تولید شده است، توسط سیستم خواندن دما اندازه گیری می شود. این دستگاه با تبدیل ولتاژ ترموالکتریک به دما، دمای محیط را نشان می دهد.
مزایا و معایب ترموکوپل نوع k
بسیاری از افراد نمی دانند که مزایا و معایب ترموکوپل نوع k چیست. ترموکوپل نوع k به دلیل ویژگی ها و مزایایی که دارد در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد و کاربرد های زیادی نیز دارد. در عین حال مانند هر ابزار دیگری، این ترموکوپل معایب کوچکی نیز دارد. در ادامه مطلب مهم ترین مزایا و معایب این ترموکوپل را بررسی می کنیم.
مزایا:
1. رنج دمایی گسترده: ترموکوپل نوع K قادر به اندازه گیری دما در رنج گسترده ای از -260 درجه سانتیگراد تا 1370 درجه سانتیگراد است. این ویژگی باعث می شود تا این وسیله برای کاربرد های مختلف در صنایع گوناگون مانند پتروشیمی، پلاستیک، لاستیک سازی و … به طور گسترده مورد استفاده قرار بگیرد.
2. طول عمر بالا: ترموکوپل نوع K طول عمر بالایی دارد و می تواند در شرایط کاری سخت و محیط های صنعتی متنوع که دچار ضربه، لرزش، رطوبت و گرد و غبار می شوند، به خوبی عمل کند.
3. مقاومت بالا: ترموکوپل نوع K مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی سخت مانند ضربه، لرزش، خوردگی، رطوبت، گرد و غبار و… دارد. این مقاومت باعث شده تا این وسیله برای استفاده در شرایط صنعتی سخت مناسب باشد.
معایب:
1. حساسیت کم نسبت به تغییرات دما: ترموکوپل نوع K در مقایسه با برخی ترموکوپل های دیگر مانند ترموکوپل نوع R و S، حساسیت کمتری در برابر تغییرات دما دارد. بنابراین باید برای تولید ولتاژ مناسب و قابل اندازه گیری، تغییرات دمایی بزرگ تری ایجاد شود.
2. دقت پایین در دماهای بالا: در دما های بالا به خصوص دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد، ترموکوپل نوع K دقت پایین تری نسبت به برخی ترموکوپل های دیگر دارد.
ترموکوپل های نوع R و S به عنوان جایگزین هایی برای ترموکوپل نوع K در دما های بالا استفاده می شوند. این ترموکوپل ها دقت بالاتری در اندازه گیری دما های بالا دارند و در کاربرد هایی که نیاز به دقت بیشتر برای اندازه گیری وجود دارد، مناسب تر هستند.
کاربرد های ترموکوپل نوع k چیست؟
ترموکوپل های نوع K به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند، کاربرد های بسیاری مخصوصا در صنایع با رنج دمای بالا دارند. این ترموکوپل ها قادر به اندازه گیری دمای کوره، اجاق های گاز، دودکش، قطع کن گاز ، شومینه و سیستم های تولید دارو و مواد غذایی و … هستند. ترموکوپل نوع K به دلیل ساختار خاص خود در محیط های شیمیایی، در مجاورت با آب و گاز، محیط های با رطوبت بالا و محیط هایی مانند موتور، المنت های صنعتی، بیمارستان ها و بویلر ها که احتمال اکسیده شدن آن ها بالا است مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور کلی ترموکوپل های نوع K بر اساس نوع پروب مورد استفاده به دسته بندی های مختلفی تقسیم می شوند که در ادامه مطلب آن ها را بررسی می کنیم.
• پروب چرخان: مناسب برای حرکت یا چرخش و سطوح صاف
• پروب استاندارد سطحی: سطوح سخت مانند یاتاقان ها، محفظه یاتاقان، بلوک موتور و …
• پروب سطح مغناطیسی: سطوح سخت مغناطیسی
• پروب دمای محیط: برای اندازه گیری دمای محیط
• پروب سطح های عایق بندی شده: برای سطوحی مانند موتور های الکتریکی، ترانسفورماتور ها و … که از سیم کشی برق استفاده شده است.
• پروب سطح های سنگین: برای کاربرد های سنگین
• پروب سطح های زاویه راست: برای سطوح سخت و قطعات پر کاربرد و سنگین مانند اجزای ماشین و موتور
• پروب ریخته گری غیر آهنی: بسیار مقاوم در برابر حرارت بالا و خوردگی، ضد اکسیداسیون مخصوص
• پروب بست لوله: برای اندازه گیری دمای لوله، کابل و …
• پروب گاز و مایع: برای استفاده در مایعات، روغن، اسید و … در دمای بالا
• پروب با نوک تیز: استفاده در انواع مواد غذایی، گوشت، پلاستیک، آسفالت، محصولات منجمد و غیره.
نتیجه گیری
همانطور که گفتیم این ترموکوپل کاربرد ها و مزایای بسیاری دارد و در صنایع مختلف به عنوان عضوی اساسی و مهم مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال کیفیت ترموکوپل نوع k تاثیر مهمی روی روی درجه کیفی محصولات تولید شده یا عملکرد صنعت مورد نظر دارد. بنابراین باید حتما این محصول را از مراکز تولید و عرضه معتبری مانند مجموعه الکترورسا تهیه کنید تا بتوانید از مزایا و ویژگی های آن مانند کیفیت بالا، قیمت مناسب و مقرون به صرفه، دقت اندازه گیری بالا، متریال اولیه با کیفیت، طول عمر بالا و … بهره مند شوید.