آموزش نصب ترموکوپل

ترموکوپل ها نوعی سنسور دما صنعتی هستند که از دو سیم فلزی غیر هم جنس تشکیل شده اند. با اتصال این دو سیم به یکدیگر و ایجاد یک جفت گرمایی، اختلاف پتانسیلی به وجود می آید که با افزایش دما، این اختلاف پتانسیل نیز افزایش می یابد. با اندازه گیری این اختلاف پتانسیل، می توان دمای نقطه اتصال دو سیم را به دست آورد.

خرید ترموکوپل صنعتی و بعد نصب آن به نظر ساده می رسد، اما برای انجام صحیح آن باید به نکات ظریف و فنی متعددی توجه کرد. در این مقاله سعی داریم به طور جامع و کامل به آموزش نصب ترموکوپل ها بپردازیم.

مراحل نصب ترموکوپل

1. انتخاب نوع ترموکوپل

اولین قدم در نصب ترموکوپل، انتخاب نوع مناسب آن است. ترموکوپل ها در انواع مختلف J، K، T، E و B با جنس سیم های متفاوت تولید می شوند که هر کدام برای اندازه گیری دما در محدوده خاصی مناسب هستند. برای خرید ترموکوپل نوع J از طریق همین لینک میتوانید اقدام کنید.

2. انتخاب محل نصب

محل نصب ترموکوپل باید به گونه ای باشد که دمای اندازه گیری شده معرف دمای کل سیستم باشد. برای مثال، اگر می خواهید دمای یک سیال داخل لوله را اندازه گیری کنید، باید ترموکوپل را در مرکز لوله نصب کنید.

3. آماده سازی ترموکوپل

قبل از نصب، باید ترموکوپل را آماده سازی کرد. این کار شامل موارد زیر است:

1. • جدا کردن عایق سیم ها: عایق سیم ها را به اندازه کافی جدا کنید تا اتصال جفت گرمایی برقرار شود.
2. • اتصال سیم ها به ترمینال ها: سیم های ترموکوپل را به ترمینال های دستگاه نمایشگر یا رکوردر دما وصل کنید.

4. نصب ترموکوپل

روش های مختلفی برای نصب ترموکوپل وجود دارد که به نوع ترموکوپل و محل نصب آن بستگی دارد.

بیشتر بخوانید: تست ترموکوپل، یکی از موارد بسیار مهم در صنعت اندازه گیری دما است. ترموکوپل‌ها از دو رشته فلزی تشکیل شده‌اند که در نقاط اتصالشان یک پتانسیل الکتریکی تولید می‌کنند که با تغییر دما تغییر می‌کند. برای دیدن فیلم آموزشی بررسی سلامتی ترموکوپل به بلاگ “آموزش تست ویدئویی تست سلامت ترموکوپل” سر بزنید.

روش های نصب ترموکوپل

1. غوطه وری: در این روش، نوک ترموکوپل به طور مستقیم در سیال یا جسمی که میخواهید دمای آن را اندازه گیری کنید، غوطه ور میشود.
2. چسباندن: در این روش، ترموکوپل با استفاده از چسب مخصوص به سطح مورد نظر چسبانده میشود.
3. استفاده از ترموول: ترموول یک غلاف فلزی است که ترموکوپل داخل آن قرار می گیرد. از ترموول برای محافظت از ترموکوپل در برابر خوردگی و سایش استفاده میشود.

نحوه اتصال سیم جبران ساز

جبران ساز باید با نوع یا تایپ دماسنج ترموکوپل شما مطابقت داشته باشد. با استفاده از کد رنگ سیم و کابل ترموکوپل، سیم منفی (معمولاً قرمز) را به ترمینال منفی در کلگی سنسور و ابزار دقیق وصل کنید.

برای جلوگیری از نویز الکترواستاتیک و الکترومغناطیسی، سیم جبران ساز را دور از منابع برق اجرا کنید. حداقل 12 اینچ فاصله بین سیم ترموکوپل و منبع برق را حفظ کنید.

در محیط های پر سر و صدا و فرکانس بالا، از سیم جبران ساز با هادی های پیچ خورده و محافظ و یک سیم تخلیه استفاده کنید. در صورت نیاز از سیم جبران ساز با هادی های پیچ خورده و محافظ و یک سیم تخلیه استفاده کنید.

بیشتر بخوانید: برای اندازه ‌گیری ولتاژ خروجی ترموکوپل، از دستگاه‌ های مختلفی مانند مولتی‌ متر و دیتالاگر استفاده می ‌شود. دقت اندازه‌ گیری ولتاژ، نقشی اساسی در صحت سنجش دما ایفا می ‌کند. همچنین می‌ توان از قانون Seebeck استفاده کرد که در بلاگ “آموزش محاسبه دما و ولتاژ خروجی ترموکوپل با فرمول” به صورت کامل آن را توضیح میدهیم.

نکات مهم در نصب ترموکوپل

• محل اتصال جفت گرمایی باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشد.
• سیم های ترموکوپل نباید در معرض کشش یا خم شدن قرار بگیرند.
• از ترموکوپل در محیط های خورنده و اسیدی استفاده نکنید.
• در صورت نیاز از ترموول برای محافظت از ترموکوپل استفاده کنید.

• محل نصب ترموکوپل باید به گونه ای باشد که دمای اندازه گیری شده معرف دمای واقعی فرآیند باشد. از نصب ترموکوپل در نقاطی که دمای ساکن یا غیرقابل پیش بینی دارند، خودداری کنید.
• برای نصب مستقیم ترموکوپل، عمق غوطه وری سنسور باید به اندازه کافی باشد تا از اتلاف گرما (“stem loss”) جلوگیری شود. عمق ده برابر قطر غلاف محافظ (Protection Tube) توصیه می شود.
• ترموکوپل ها با روش های مختلفی مانند سوراخ های اتصال، رزوه ها، فیتینگ ها، feedthroughs و براکت ها به سطوح مختلف متصل می شوند.
• کلگی یا هد سنسور و محل اتصال سرد را در خنک ترین دمای ممکن در محیط نگه دارید. از طریق این لینک خرید ترموکوپل هد دار امکان پذیر است.
• برای جلوگیری از شکستگی غلاف محافظ سرامیکی به علت شوک حرارتی، ترموکوپل را به تدریج در محل داغ قرار دهید.
• از برخورد مستقیم شعله به غلاف محافظ جداً خودداری کنید. این کار سبب کاهش طول عمر غلاف و افت دقت اندازه گیری دما می شود.
• نصب عمودی: در صورت امکان، برای سنجش دماهای بالا، ترموکوپل را به طور عمودی نصب کنید.

اتصال دو ترموکوپل به یک منبع تغذیه

گاهی اوقات به بیش از یک ترموکوپل برای اندازه ‌گیری دما در یک سیستم نیاز داریم. ترموکوپل ‌های دوتایی یا چند گانه دارای چندین سنسور ترموکوپل در یک واحد هستند که هر کدام مدار اندازه ‌گیری جداگانه دارند. این طراحی تضمین می‌ کند که سیگنال‌ های اندازه ‌گیری هر ترموکوپل مستقل از یکدیگر باشند و هیچ تداخلی بین آنها وجود نداشته باشد.

بیشتر بخوانید: یکی از بارز ترین علائم خرابی ترموکوپل، نمایش دمای نادرست یا غیرمنطقی است. اگر متوجه شدید که دمای نمایش داده شده به طور قابل توجهی با دمای واقعی محیط یا سیستمی که ترموکوپل در آن قرار دارد، متفاوت است، احتمال خرابی ترموکوپل وجود دارد. بقیه این علائم را به صورت کامل در بلاگ “علائم خرابی ترموکوپل” توضیح داده ایم.

اهمیت انتقال سیگنال ترموکوپل

انتقال سیگنال ترموکوپل از اهمیت بالایی برخوردار است. دلیل این امر، ولتاژ بسیار پایین سیگنال تولیدی توسط ترموکوپل است که آن را در برابر عوامل مختلف، به ویژه نویز های الکترومغناطیسی، آسیب ‌پذیر می‌ کند.

دستگاه‌ های ولتاژ بالا و فرستنده‌ های الکترومغناطیسی مانند موتور ها، رادیوها و خطوط برق می ‌توانند در کارکرد ترموکوپل اختلال ایجاد کرده و دقت اندازه ‌گیری دما را تحت تاثیر قرار دهند.

برای محافظت از سیگنال ترموکوپل در برابر نویز های الکترومغناطیسی، از کابل‌ های با شیلد یا روکش فلزی استفاده کنید. این نوع کابل ‌ها مانند یک قفس فارادی عمل کرده و از تداخل امواج الکترومغناطیسی با سیگنال ترموکوپل جلوگیری میکنند.

همچنین، تا حد امکان، ترموکوپل را از منابع نویز الکترومغناطیسی دور نگه دارید. در صورت اجبار به نصب در نزدیکی این منابع، از فاصله مناسب و کابل ‌های محفاظ استفاده کنید.

بیشتر بخوانید: جدول دمای جامع ترموکوپل، جدولی است که ولتاژ خروجی ترموکوپل را برای دماهای مختلف نشان میدهد. در واقع، این جداول رابطه بین ولتاژ خروجی ترموکوپل و دمای اتصال آن را نشان می دهند. این اطلاعات برای تبدیل ولتاژ اندازه گیری شده توسط ترموکوپل به دمای واقعی استفاده می شود. برای آشنایی بیشتر با این مبحث، بلاگ “جدول دمای جامع ترموکوپل” را مطالعه کنید.

عیب یابی ترموکوپل

در صورتی که ترموکوپل به درستی کار نکند، می توانید با انجام مراحل زیر مشکل را عیب یابی کنید

1. • اتصالات ترموکوپل را بررسی کنید.
2. • سیم های ترموکوپل را از نظر آسیب دیدگی بررسی کنید.
3. • ترموکوپل را کالیبره کنید.

آزمایش و تعیین صحت نصب ترموکوپل

برای آزمایش و تعیین صحت نصب ترموکوپل، می توان از روش های زیر استفاده کرد:

1. • استفاده از حمام یخ: ترموکوپل را در حمام یخ قرار داده و ولتاژ خروجی آن را با ولتاژ استاندارد مربوطه مقایسه کنید.
2. • استفاده از منبع دمای ثابت: ترموکوپل را در معرض منبع دمای ثابت با دمای مشخص قرار داده و ولتاژ خروجی آن را با ولتاژ استاندارد مربوطه مقایسه کنید.
3. • استفاده از شبیه ساز ترموکوپل: از شبیه ساز ترموکوپل برای تولید ولتاژ های مشابه ولتاژ های خروجی ترموکوپل در دماهای مختلف استفاده کنید و ولتاژ خروجی ترموکوپل را با ولتاژ شبیه ساز مقایسه کنید.

بیشتر بخوانید: ساخت ترموکوپل نوع K، یک فرآیند مهم و جالب است که می‌تواند به کاربران کمک کند تا دما را با دقت بسنجند. ترموکوپل‌های نوع K، از دو سیم جفت تشکیل شده‌اند که با استفاده از دو مواد مختلف، جریان الکتریکی تولید می‌کنند. با دنبال کردن بلاگ “آموزش گام به گام ساخت ترموکوپل نوع K“، می‌توانید یک ترموکوپل نوع K ساده و قابل اعتماد ساخته و از آن در جاهای مختلف استفاده کنید.