دماسنج ترموکوپل چگونه کار میکند؟

✅ تعریف کلی ترموکوپل:

دماسنج ترموکوپل چگونه کار میکند؟ترموکوپل (Thermocouple) یک نوع حسگر دما است که از اتصال دو فلز متفاوت ساخته می‌شود. این دو فلز در یک نقطه به هم وصل می‌شوند و وقتی این نقطه در معرض حرارت قرار می‌گیرد، اختلاف دمای بین دو سر فلزها، باعث تولید ولتاژ الکتریکی می‌شود. این ولتاژ بسیار کوچک است ولی متناسب با دما تغییر می‌کند.

⚙️ اصل علمی ترموکوپل: اثر سیبک (Seebeck Effect)

مبنای عملکرد ترموکوپل، پدیده‌ای به نام اثر سیبک است. این پدیده می‌گوید:

وقتی دو فلز غیر هم‌جنس را در دو نقطه به هم وصل کنیم و این دو نقطه دمای متفاوتی داشته باشند، بین آن‌ها یک ولتاژ الکتریکی تولید می‌شود.

این ولتاژ آن‌قدر کوچک است (معمولاً در حد میلی‌ولت) که نیاز به تقویت و اندازه‌گیری دقیق دارد.

🧪 اجزای تشکیل‌دهنده یک سیستم دماسنج ترموکوپل:

1. دو فلز متفاوت (مثلاً آهن و کنستانتان)
این فلزها بسته به نوع کاربرد انتخاب می‌شن (مثلاً برای دمای بالا یا محیط خورنده).
2. نقطه اتصال (Junction)
همون جاییه که دو فلز به هم جوش داده یا پیچ شده‌ن و در معرض حرارت قرار می‌گیرند (نقطه اندازه‌گیری دما).
3. سیم‌ها وظیفه انتقال ولتاژ تولیدشده از محل دما به دستگاه اندازه‌گیری رو دارن.

بیشتر بخوانید : تفاوت ترموکوپل نوع K و نوع J

4. دستگاه اندازه‌گیری (یا دیتالاگر)
این دستگاه ولتاژ رو اندازه می‌گیره و با استفاده از جدول‌های خاص، به دما تبدیل می‌کنه.

🔄 مراحل عملکرد ترموکوپل:

1. دو فلز مختلف به هم وصل می‌شن (نقطه گرم).
2. انتهای آزاد سیم‌ها در یک محیط سردتر (مثلاً محیط اطراف یا دستگاه) قرار می‌گیرن.
3. وقتی نقطه اتصال گرم می‌شه، اختلاف دما بین دو سر باعث تولید ولتاژ می‌شه.
4. این ولتاژ توسط دستگاه اندازه‌گیری، تبدیل به عدد دما می‌شه.

🧊 دمای مرجع یا Cold Junction Compensation:

از اونجا که خروجی ترموکوپل فقط به اختلاف دما حساسه (نه دمای مطلق)، باید دمای سرد (نقطه مرجع) هم معلوم باشه.
امروزه دستگاه‌های اندازه‌گیری خودشون دمای مرجع رو اتومات تشخیص می‌دن و این مقدار رو وارد محاسبات می‌کنن.

📏 انواع ترموکوپل‌ها:

هر ترکیب فلزی، ویژگی‌ها و محدوده دمایی خودش رو داره. انواع معروف ترموکوپل‌ها با حروف خاصی مشخص می‌شن مثل:
• نوع K: مناسب برای محدوده‌های دمایی متوسط تا بالا
• نوع J: برای دمای پایین‌تر
• نوع T، E، N، S و…

بیشتر بخوانید : ترموکوپل چیست؟

هر نوع برای کاربرد خاصی طراحی شده.

🎯 مزایای دماسنج ترموکوپل:

• تحمل دمای بالا (تا هزاران درجه در برخی مدل‌ها)
• سرعت پاسخ‌گویی سریع
• قیمت مناسب نسبت به سنسورهای دقیق‌تر
• قابل استفاده در محیط‌های سخت صنعتی

🔍 کاربردها:

ترموکوپل‌ها در صنایع زیادی استفاده می‌شن، از جمله:
• کوره‌ها و سیستم‌های حرارتی
• صنعت فولاد و ذوب فلزات
• موتورها و تجهیزات مکانیکی
• صنایع غذایی، دارویی و آزمایشگاهی