معرفی ویژگی‌ها و انواع ترموکوپل تیپ K

در صنایع مختلف، برای اندازه‌گیری و کنترل دمای کوره، منبع و یا حتی دمای محیط نیاز به ابزاری وجود دارد تا دمای نقطه مورد نظر را به ولتاژ تبدیل کرده تا بتوان با استفاده از سیستم مدار برقی دما را مشاهده و کنترل کرد. یکی از ابزاهایی که به منظور تبدیل دما به ولتاژ استفاده می‌شود، ترموکوپل می‌باشد که به طور متعدد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از ترموکوپل‌های پرکاربرد و رایج برای اندازه‌گیری دما در شرایط دمای متفاوت، ترموکوپل نوع K است. در ساخت این نوع ترموکوپل از نیکل استفاده شده است و به همین دلیل در برابر خوردگی مقاومت بالایی داشته و برای مصارف مختلف قابل استفاده است. ترموکوپل تیپ K دارای قابلیت اطمینان و دقت بالایی است و به همین دلیل در بازه دمایی منفی 200 درجه سانتی‌گراد تا دمای 1260 درجه سانتی‌گراد قابل استفاده است. همچنین بهتر است برای محافظت بیشتر و طول عمر بالاتر این محصول از آن در یک غلاف فلزی و یا سرامیکی استفاده شود.

انواع ترموکوپل تیپ K

ترموکوپل نوع K دارای سه نوع مختلف است؛ که عبارتند از:

1. ترموکوپل سیمی: این نوع ترموکوپل از دو رشته سیم تشکیل شده که دارای یک روکش شیلد و یا سیلیکونی است. ترموکوپل سیمی بین انوع ترموکوپل‌های تیپ K بیشترین کاربرد را داشته و بسته به نیاز مصرف‌کننده با سری‌های متنوعی تولید می‌شود.
2. ترموکوپل کلگی‌دار: این نوع ترموکوپل مصرف صنعتی‌تری نسبت به نوع سیمی دارد. ترموکوپل کلگی‌دار، دارای یک روکش استیل و یا سرامیکی است که انتهای آن یک کلگی وجود دارد که داخل کلگی نیز یک ترمینال سرامیکی است. از این نوع ترموکوپل بیشتر برای اندازه‌گیری دمای کوره‌ها استفاده می‌شود.
3. ترموکوپل فلنچ‌دار: این نوع ترموکوپل همانند ترموکوپل کلگی‌دار است با این تفاومت که در قسمت وسطی آن یک فلنچ اضافه شده است و به همین دلیل بیشتر برای منبع‌هایی که فشار بار زیادی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

متریال مورد استفاده در ترموکوپل تیپ K

در این نوع ترموکوپل از دو فلز ناهمگون با نام‌های کرومل و آلومل استفاده شده است. سر مثبت این نوع ترموکوپل از ترکیب 90درصد نیکل و 10 درصد کروم ساخته شده است. همچنین سر منفی آن نیز از ترکیب 95 درصد نیکل، 2 درصد آلومینیوم، 2 درصد منگنر و 1 درصد سیلیکون ساخته شده است.

به دلیل اینکه در این نوع ترموکوپل از فلزهای گران قیمت استفاده نشده است، قیمت بسیار ارزان‌تری نسبت به سایر انواع ترموکوپل‌ها دارد و به همین دلیل از پرمصرف‌ترین و مهم‌ترین انواع ترموکوپل محسوب می‌شود.

مزایا و معایب ترموکوپل تیپ K

ترموکوپل‌های تیپ K دارای مزایای مختلفی هستند. یکی از مهم‌ترین مزایای این محصول، پایداری و مقاومت بالای آن با توجه به آلیاژ به کار رفته در آن محسوب می‌شود. همچنین خطی‌سازی مناسب این نوع ترموکوپل برای تبدیل emf به دما از دیگر مزایای ترموکوپل تیپ K است. ترموکوپل‌های تیپ K همچنین در برابر اکسید شدن بسیار مقاوم هستند و تا دمای 1000 درجه سانتی‌گراد می‌توانند در برابر اکسیدن شدن از خود مقاومت نشان دهند.

در کنار این مزایا ترموکوپل‌های تیپ K معایبی را نیز به همراه دارند. این ترموکوپل‌ها در محیط‌هایی که ریسک اکسیدشدن وجود دارد، از خود ضعف نشان می‌دهند. همچنین در مقایسه با ترموکوپل‌های تیپB، R و S مشخصه‌های emf قدیمی‌تری دارند.

توجه داشته باشید که آلیاژهای به کار رفته در ترموکوپل‌ها و خطی‌سازی صورت گرفته برای تبدیل emf به دما می‌توانند باعث ایجاد خطا شوند. در این صورت باید گفت که ترموکوپل تیپ K، دارای گستره خطای بیشتری نسبت به سایر انواع ترموکوپل‌ها است. در واقع این نوع ترموکوپل، خطایی در حدود 2 الی 5 درجه در طیف‌های گوناگون دارد و به طور تقریبی می توان گفت که دارای 0.75 درصد خطا در دماهای مختلف است.

محدوده دمایی ترموکوپل تیپ K

ترموکوپل‌ها انواع  و ویژگی‌های مختلفی دارند که برای انتخاب نوع درست آن‌ها باید به ویژگی‌های آن‌ها‌ توجه کرد. مهم‌ترین ویژگی ترموکوپل‌ها محدوده دمایی آن‌ها است. ترموکوپل‌های تیپ K دارای محدوده دمایی منفی 200 درجه تا 1260 درجه سانتی‌گراد هستند و استفاده از آن‌ها در این محدوده دمایی بیشترین کارایی را خواهد داشت. گرچه این محدوده دمایی مطلق نیست و می‌توان این محدوده دمایی را بسته به نوع مصرف ترموکوپل و نیاز مصرف‌کننده تعیین کرد. در این صورت نوع ظاهری ترموکوپل بسیار تاثیرگذار است. به عنوان مثال اگر از ترموکوپل نوع سیمی استفاده شود، محدوده دما بین منفی 40 تا 250 درجه سانتی‌گراد می باشد. همچنین اگر ترموکوپل میله‌ای شکل باشد، می‌توان این محدوده را تا 1300 درجه سانتی‌گراد در نظر گرفت.

کاربردهای ترموکوپل تیپ K

این نوع ترموکوپل در دما و حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل در صنعت بسیار پرکاربرد است. دقت کاری آن نیز حدودا 41 میکرو- ولت بر درجه سانتی‌گراد است. به عبارتی، به ازای هر 41 میکرو ولت، دما یک درجه سانتی‌گراد افزایش پیدا می‌کند. یکی از ویژگی‌های خاص ترموکوپل تیپ K این است که در ساختار داخلی آن از مس استفاده شده است و به همین واسطه دارای خاصیت ضد اکسیداسیون می‌باشد. به همین دلیل استفاده از ترموکوپل تیپ K در کوره‌هایی که اکسیداسیون در آن‌ها رخ می‌دهد، بسیار پرکاربرد است. در بیشتر دستگاه‌های اندازه‌گیری پرتابل دما نیز غالبا از ترموکوپل تایپ K استفاده می‌شود.

برای تولید ترموکوپل تایپ K در تمونه‌های سیمی باید شکل و طول سیم مشخص شود. در نمونه‌های صنعتی نیز علاوه بر اینکه مشخص‌کردن شکل ظاهری از لحاظ قطر ایمرشن یا آتش‌خور و طول آن اهمیت دارد، نحوه اتصال، نوع ترمینال هد یا کانکشن خروجی نیز باید مشخص شود. همچنین در صورت نیاز بهتر است نوع ترانسمیتر و رنج کاری ترموکوپل نیز مشخص شود.

رنج بالای اندازه‌گیری ترموکوپل‌ها در استفاده از آن‌ها، بسیار اهمیت دارد. ترموکوپل تیپ K توانایی اندازه‌گیری دما در محیط‌های مختلف اعم از محیط‌های شیمیایی، آب، گاز، موتورها، بویلرها، المنت‌های صنعتی و بسیاری از محیط‌های دیگر را دارد و از این لحاظ بسیار پرکاربرد است. همچنین این ترموکوپل در بیمارستان‌ها و صنایع غذایی نیز بسیار کاربرد دارد.

گروه صنعتی کوپل