پراب دستگاهی است که برای اندازه گیری دما استفاده میشود . پراب های ترموکوپل اساس سیستم ترموکوپل فلزی میباشد که در آن از دو فلز با حنس متفاوت استفاده میشود که در سر آن جوش داده میشوند که اصطلاحا به جانکشن ترموکوپل شناخته میشوند
هریک از پراب های ترموکوپل ما در انواع متفاوتی از جانکشن ها موجود است
منبع:سایت دلتاصنعت
ترموکوپل(Thermocouple)، که به آن جفت حرارتی نیز گفته میشود، به پدیده ای در فیزیک گفته میشود که در آن با اتصال دو فلز الکتریکی ناهمگون با همدیگر الکتریسیته بعد از گرم شدن محل اتصال تولید میشود.
ترموکوپل دو فلز غیرهم‌جنس است که از یک طرف به‌هم متصل‌اند. برای تولید برق باید محل اتصال دو فلز را حرارت داد.
در این صورت در دو سر دیگر که آزاد هستند برق تولید میشود.
البته برقی که به این صورت تهیه میشود بسیار کم است.
به این صورت که وقتی به محل اتصال این دو مفتول حرارت داده شود، اختلاف پتانسیلی در دو سر این مفتول‌ها بوجود می‌آید.
این اختلاف پتانسیل تابع میزان حرارت اعمال شده‌است و بنابراین با بررسی میزان ولتاژ خروجی میتوان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد.
ترموکوپل یک ترانسدیوسر خود مولد است که از ایجاد دو یا چند اتصال بین فلزات با جنس متفاوت تشکیل شده‌است.
به عنوان مثال اتصال مرجع را بایستی درظرف حاوی یخ در حال ذوب شدن نصب کرد.
اتصال دیگر ترموکوپل بایستی به جسمی که می‌خواهیم دمای آن را اندازه بگیریم، کاملاً متصل شود.
فلزات ترموکوپلی به‌طور کلی نسبت به قیمتی که دارند به دو گروه جداگانه تقسیم میشوند.
این دو گروه تر موکوپل به ترموکوپلهای فلزپایه و ترموکوپلهای فلزات قیمتی معروفند.
امتیاز عمده ترموکوپلها محدوده وسیع اندازه‌گیری آنهاست که به‌طور اسمی از ۱۸۰- تا ۱۸۰۰+ درجه سانتیگراد را در برمی گیرد.
دیگر امتیاز ترموکوپلها، عملکرد خطی آنها در محدوده اندازه‌گیری است.
اگر قسمت کوچکی نوک جوشکاری شده ترموکوپل برداشته شده و ترموکوپل داخل خط لوله جاسازی شود، دمای سیال جاری درداخل لوله، بدون هیچگونه زحمتی قابل اندازه‌گیری است.
این نوع سنسورها در بازار موجود هستند و غالباً جهت اندازه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ترموکوپلها دارای تیپهای متنوع برای اندازه‌گیری دما می‌باشند بطور مثال تیپهای R – S – B با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوه ۲۰۰- الی ۱۸۰۰ و تیپهای L – K- J با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوده ۱۸۰- الی ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد بکار می‌روند.
ولتاژ بوجود آمده در دوسر انتهایی ترموکوپل در هر صورت میلی ولت ورفتار الکتریکی هر ترموکوپل بسته به نوع آلیاژ سیم‌های آن تابع جداول استانداردی است که معمولاً در استانداردهای کشورهای مختلف تعریف و تقریباً در هر تیپ منبطق بر یکدیگر است.
معمولاً جهت جلوگیری از آسیب دیدن ترموکوپل آن را درون غلاف فلزی یا سرامیکی قرار می‌دهند.
روش جوشکاری دوسر ترموکوپل تابع ضوابط خاصی است بطوری که نباید در حین عملیات جوشکاری فلز یا احیاناً نیمه‌هادی دیگری در فرایند جوش دخالت نماید در غیر اینصورت رفتار ترموکوپل هرگز رفتار استاندارد تعریف شده تابع جداول مربوطه نخواهد بود.
ترموکوپها همواره پس از گذشت سالیان متمادی از بهترین سنسورها برای اندازه‌گیری دما می‌باشند زیرا با نقطه مورد نظر تماس برقرار نموده و دما را بصورت پتانسیل الکتریکی انتقال می‌دهند و ولتاژ با اتصال به اندیکاتور اندازه‌گیری و به صورت دما تحت تبعیت از جداول مورد بحث مشابه سازی شده و نمایش داده میشود.
از این دستگاه برای اندازه‌گیری دماهای بالا (مثلاً در کوره‌های پخت محصولات سرامیکی) استفاده میشود.
ترموکوپلها اصولاً در دمای پایین داری دقت لازم نیستند ولی جهت سنجش دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد یکی از گزینه‌های خوب می‌باشند.
ترموکوپلها در صنعت دارای کاربردهای بسیار زیادی هستند.
از جمله مهم‌ترین کاربردهای ترموکوپل در صنایع را میتوان در صنایع تولید لوازم گازسوز نام برد. بدین ترتیب که از ترموکوپل جهت ایمن‌سازی تجهیزات گاز سوز در مواردی که شعله گاز به دلایلی (از جمله باد) خاموش میگردد، جهت قطع کردن گاز و جلوگیری از انتشار آن استفاده میگردد.
ترموکوپل به دلیل ایجاد ولتاژ و جریان الکتریسته در اثر دریافت حرارت، وسیله بسیار مفیدی در کنترل حرارت یا استفاده به عنوان کنترلر میباشد.
از جمله کاربردهای آن، به عنوان انواع [قطع‌کننده جریان گاز] میباشد.
منبع:سایت دلتاصنعت
ترموول یا غلاف فلزی
یکی از رایج ترین ترموول های ترموکوپل تیوپ یا غلاف فلزی می باشد که بسته به نوع کاربرد،محدوده دما،محل قرارگیری تفاوت هایی با هم دارند که در این جا ما خصوصیات هریک از آلیاژ های پرکابرد را اشاره میکنیم تا بتوانید در انتخاب آنها دقت کافی برخوردار باشید:
۳۱۶ Stainless Steel
یکی از پرکاربردترین غلاف های فلزی استنلس استیل ۳۱۶ می باشد
Maximum temperature: 1650. Best corrosion resistance of the austenitic stainless steel grades. Widely used in the food and chemical
industry. Subject to damaging carbide precipitation in 900F to 1600F (482C to 870C
۳۱۶L Stainless Steel
Maximum temperature: 1650°F (900°C). Same as 316 SST (04) except Iow carbon version allows for better welding and fabrication
۳۰۴ Stainless Steel
Maximum temperature: 1650°F (900°C). Most widely used low temperature sheath material. Extensively used in food, beverage, chemical and other industries where corrosion resistance is required
Industry: Subject to damaging carbide precipitation in 900 to 1600°F (480 to 870°C) range. Lowest cost corrosion resistant sheath material available
۳۰۴L Stainless Steel
Maximum temperature: 1650°F (900°C). Low carbon version of 304 SST (02). Low carbon content allows this material to be welded and heated in the 900 to 1600°F (480 to 870°C) range without damage to corrosion resistance
۳۱۰ Stainless Steel
Maximum temperature: 2100°F (1150°C). Mechanical and corrosion resistance, similar to but better than 304 SS. Very good heat resistance
This alloy contains 25% chromium, 20% nickel. Not as ductile as 304 SS
۳۲۱ Stainless Steel
Maximum temperature: 1600°F (870°C). Similar to 304 SS except titanium stabilized for intergranular corrosion
This alloy is designed to overcome susceptibility to carbon precipitation in the 900 to 1600°F (480 to 870°C) range. Used in aerospace and chemical applications
۴۴۶ Stainless Steel
Maximum temperature: 2100°F (1150°C). Ferritic stainless steel which has good resistance to sulfurous atmospheres at high temperatures
Good corrosion resistance to nitric acid, sulfuric acid and most alkalies. 27% chromium content gives this alloy the highest heat
resistance of any ferritic stainless steel
Inconel 600
Maximum temperature: 2150°F (1175°C). Most widely used thermocouple sheath material. Good high temperature strength, corrosion resistance, resistance to chloride-ion stress corrosion cracking and oxidation resistance to high temperatures
Do not use in sulfur bearing environments. Good in nitriding environments
Inconel 601
Maximum temperature: 2150°F (1175°C) continuous, 2300°F (1260°C) intermittent. Similar to Alloy 600 with the addition of aluminum for outstanding oxidation resistance. Designed for high temperature corrosion resistance
This material is good in carburizing environments, and has good creep rupture strength. Do not use in vacuum furnaces! Susceptible to intergranular attack by prolonged heating in 1000 to 1400°F (540 to 760°C) temperature range
Incoloy 800
Maximum temperature: 2000°F (1095°C). Widely used as heater sheath material. Minimal use in thermocouples. Superior to Alloy 600 in sulfur, cyanide salts and fused neutral salts
Susceptible to intergranular attack in some applications by exposure to the temperature range of 1000 to 1400°F (540 to 760°C
منبع:سایت دلتاصنعت
ویدئو بروسکوپ یا همان بورسکوپ که به آن در زبان لاتین به آن Video Borescope می گویند و نام دیگر آن دوربین بازرسی دوربین نظارتی و یا Video Inspection System یا Inspection camera می باشد ، انواع مختلفی و زیادی دارد .
این دستگاه یک تیوب یا پراب دارد که با قطر کم و طول زیاد می باشد که دارای یک لنز تصویر برداری در سر پراب بروسکوپ نیز است و برای مشاهده کردن و همین طور فیلم برداری از مکان هایی که امکان وجود مستقیم انسان و دوربین های معمولی برای بازرسی تصویری نباشد استفاده می شود.
برای مثال اگر بخواهید داخل دستگاهی را مشاهده نمایید و امکان باز کردن دستگاه بسیار سخت باشد و یا در کل وجود نداشته باشد می توانید از ویدئو بروسکوپ که آن را به ویدئو اسکوپ نیز میشناسیم استفاده کنید .
این دستگاه در این مواقع بسیار پر کاربرد بوده و توانایی فیلم برداری از مسیر عبور تیوب را نیز دارد .
از دیگر توانایی های ویدئو پروسکوپ ها می توان به اندازه گیری ابعاد اجسام درون مسیر عبور به دوربین کابلی بازرسی اشاره کرد ، آندوسکوپ ، دوربین کابل بازرسی ویژه نیز که شناخته شده است و کاربرد های زیاد و مختلفی نیز در صنایع مختلف دارد که امروزه به دلیل توانایی ها و کاربردها استفاده زیادی از آن میشود .
– داخل کانال های هوا .
– داخل ماشین ها .
– داخل موتورهای الکترونیکی و موتورهای دیزل بزرگ .
– مشاهده کردن و بازرسی جوش های داخل کپسول ها .
– سیلندرها .
– مخازن .
– تهویه مطبوع .
– توربین های بادی .
– توربین های هواپیما .
– بدنه های هواپیما .
– بازرسی دریایی .
– راه آهن .
– مکانیک .
– کشتی سازی .
و … دارند .
بروسکوپ ها به طول و قطر مختلف برخوردار می باشند ، قابلیت ضبط کردن تصویر و عکس ، دوربین بازرسی که قابلیت ساپورت فلش کارت را نیز دارد ، دوربین بازرسی یا ویدئو بروسکوپ به اندازه مختلف صفحه نمایش LCD ، زاوایای دید مختلف لنز دوربین های بازرسی ، فایبراسکوپ ها قابلیت ارسال اطلاعات را به صورت بی سیم دارند و در دمای بالا ، زیر آب ، زیر باران ، درون آب ، در نقاط غبار آلود ، و … کار می کنند .
منبع:سایت دلتاصنعت
ترموستات در لغت به معنای به معنای Therm(دما) و stat(ثابت) است .
در حقیقت این وسیله کنترل کننده الکتریکی به صورت خودکار می باشد و برای تنظیم دما در فضای بسته ، معمولاً به دستگاه های گرم یا سرد ساز متصل می‌کنند که با قطع و وصل دستگاه ، آن فضا را در دما ای که تنظیم شده ثابت نگه دارد .
زمانی که دما به نقطه تنظیم برسد ، ترموستات مدار برقی دستگاه را قطع کرده و زمانی که دما ۳ الی ۵ درجه از نقطه تنظیم پایین‌تر آروده ، دوباره مدار را وصل می نماید و دستگاه روشن می گردد .
ترموستات ممکن است به روش‌های مختلفی ساخته شود و ممکن است که از انواع سنسورها برای سنجش دما استفاده نماید .
از نظر محل نصب و نوع عملکرد ، فصل سالی ، نوع سنسور ، رنج کاری ، تعداد مراحل کار و از نظر حرارت به انواع مختلفی تقسیم میشوند .
محل نصب : به انواع اتاقی ، کانالی ، مستغرق و همینطور جداری تقسیم می شوند .
نوع عملکرد : به قطع و وصلی و تدریجی تقسیم میشوند .
حرارت : به انواع حرارتی و برودتی تقسیم می گردند .
رنج : به زیر صفر و بالای صفر تقسیم میشوند .
تعداد مراحل کار : به یک مرحله ای ، دو مرحله‌ای و پله‌ای (استپ کنترل) تقسیم می شوند .
نوع سنسور : فانوسه ای ،ب ه بیمتالی ، دیافراگمی و رئوستا تقسیم میشوند .
از نظر فصلی : تابستانی ، زمستانی و دو فصلی از نظر فصل ها تقسیم میشوند .
ترموستات برای تنظیم کردن درجه حرارت مایعات ، گاز‌ها و جامدات موجود در دستگاه های گرم یا سردساز در بخش های مختلف زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد .
در صنعتی از گلخانه ها ، گرم خانه ، کوره ، دیگ‌های بخار و اتوکلاو‌ها .
ساختمان: شوفا‍‍‍ژ خانه‌های مرکزی و کنترل دما در سیستم‌های هواساز ، چیلر و فن کوئل .
لوازم خانگی: در ظرفشویی ، لباسشویی ، سرخ کننده ها ، سماور برقی ، فر‌های برقی ، آبگرمکن برقی و آبگرمکن گازی .
یک ترموستات عادی است که از دو قطعه فلز تشکیل شده و به هم چسبانده شده‌اند . این دو چیزی را تشکیل می‌دهند که یک نوار دوفلزی یا بی‌متال نامیده میشود .
نوار به عنوان یک کلید یا پل در یک مدار الکتریکی عمل می‌کند که به سیستم گرمایش خانه متصل شده و زمانی که کلید وصل میشود ، در نوار جریان عبور می‌کند و گرمایش برقرارمی گردد .
وقتی نوار گرم می شود یکی از فلزها بیشتر منبسط شده و کل نوار اندکی خم خواهد شد .
در نتیجه ، مدار را باز شده و کلید نیز بالا می رود . در نتیجه آن برق سریع قطع میشود . این قطع شدن موجب قطع شدن سیستم گرمایش و خنک شدن اتاق میگردد .
منبع:سایت دلتاصنعت
RTD به معنای دتکتور دمای مقاومتی است. RTD نوعی مقاومت قابل تغییر به دما است که به وسیله تغییرات دمایی، مقاومتش تغییر می‌کند. در واقع با اندازه‌گیری مقاومت آن، میتوان میزان دمای آنرا تعیین نمود. به همین دلیل این ابزار بعنوان سنسور دما مورد استفاده قرار می‌گیرند.
معروفترین نوع RTD، به نام PT100 میباشد. PT100 مبین پلاتین به عنوان عنصر حسگر و مقاومت ۱۰۰ اهمی در صفر درجه سانتیگرا است.
در شکل سیم بندی اساسی PT100 نشان داده شده که برای مسافت‌های چند متری مقادیر دقیقی نمایش داده میشود.
RTD به معنای دتکتور دمای مقاومتی است. RTD نوعی مقاومت قابل تغییر به دما است که به وسیله تغییرات دمایی، مقاومتش تغییر می‌کند. در واقع با اندازه‌گیری مقاومت آن، میتوان میزان دمای آنرا تعیین نمود. به همین دلیل این ابزار بعنوان سنسور دما مورد استفاده قرار می‌گیرند.
معروفترین نوع RTD، به نام PT100 میباشد. PT100 مبین پلاتین به عنوان عنصر حسگر و مقاومت ۱۰۰ اهمی در صفر درجه سانتیگرا است.
در شکل سیم بندی اساسی PT100 نشان داده شده که برای مسافت‌های چند متری مقادیر دقیقی نمایش داده میشود.
مقایسه ترموکوپل با RTD
مقایسه بازه دمایی
یکی از تفاوت های بزرگ بین ترموکوپل ها و RTD ها بازه دمایی بسیار زیادی است که دارند:
بازه اندازه گیری ترموکوپل ها از دمای منفی ۲۰۰ درجه تا دمای بیش از ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشد، که این میزان برای RTD ها از منفی ۲۰۰ درجه تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشد.
مقایسه خروجی سنسورها
ترموکوپل ها و RTD ها تفاوت بسیاری در خروجی با یکدیگر دارند،خروجی ترموکوپل ها به صورت ولتاژی بوده که این ولتاژ در حد میکرو ولت تا میلی ولت است که تاثیرات نویز بر روی آنها زیاد است اما خروجی سنسورهای RTD از نوع مقاومتی می باشد یعنی به ازای تغییرات در دما در خروجی RTD تغییرات مقاومتی داریم که این نوع خروجی در برابر نویز مقاوم تر از ترموکوپل ها است.
دقت اندازه گیری سنسورها
از دیگر مواردی که تاثیر زیادی در قیمت ترموکوپل ها و RTD ها دارد میزان خطا در اندازه گیری آنها است هرچقدر دقت اندازه گیری آنها بهتر باشد قیمت آنها بالاتر میرود معمولا ترموکوپل ها خطای بیشتر نسبت به RTD ها دارند .
پدیده خودگرمایی در سنسورها
پدیده خودگرمایی معمولا در سنسورها مقاومتی رخ میدهد سنسورهای RTD و NTC به دلیل اینکه خروجی مقاومتی دارند هنگامی که به کارتها و کنترلر مربوط به خودشان متصل می شوند در برابر عبور جریان ، گرمایی در خود سنسور به وجود می آید. که همان گرما باعث خطا در اندازه گیری می شود و این پدیده خودگرمایی از معایب سنسورهای مقاومتی به حساب می آید این در حالی است که این پدید اصلا در ترموکوپل ها وجود ندارد.
منبع:سایت دلتاصنعت