لحظاتی خواندنی

ترموكوپل چيست؟
ترموکوپل به دلیل اثر ترموالکتریک وابسته به دما ولتاژ تولید می کند و این ولتاژ را می توان برای اندازه گیری دما تفسیر کرد. ترموکوپل یک نوع سنسور دما است که به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. ترموکوپل تجاری; ارزان قیمت، قابل تعویض و با اتصالات استاندارد عرضه می شود و می تواند طیف گسترده ای از درجه حرارت را اندازه گیری کند. در مقایسه با بسیاری از روش های دیگر اندازه گیری دما، ترموکوپل به صورت خود کار عمل می کند و نیازی به هیچ نوع تحریک خارجی ندارد. محدودیت اصلی در ترموکوپل دقت است، به طوری که رساندن اختلاف دمای سیستم به کمتر از یک درجه سانتیگراد ممکن است دشوار باشد. ترموکوپل ها به طور گسترده ای در علم و صنعت استفاده می شود؛ برنامه های کاربردی شامل اندازه گیری دما برای کوره، توربین حرارتی، موتور دیزل و سایر پروسه های صنعتی است. ترموکوپل ها نیز در خانه ها، ادارات و شرکت های تجاری به عنوان سنسورهای دما در ترموستات استفاده می شوند.
نحوه کار ترموکوپل چیست؟
با رسیدن حرارت به محل اتصال این دو فلز، جریان بسیار ضعیفی از محل اتصال تولید می شود و به سمت سیم ها، جریان می یابد. با بالا تر رفتن دمای محل اتصال دو فلز، ولتاژ تولیدی افزایش می یابد و در حقیقت ترموکوپل در هر دما، ولتاژ معینی تولید می کند و در نتیجه در صورتی که بتوانیم این ولتاژ را به صورت دقیق اندازه گیری کنیم، قادر خواهیم بود دمای محل اتصال را به صورت دقیق اندازه گیری کنیم. ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل بوسیله ترمومتر به دما تبدیل می شود .
مزايا و محدوديت ترموكوپل چيست؟
از مزایای ترموکوبل می توان به دقت بالای آن و وسیع بودن محدوده کاری آن اشاره نمود به طوری که ترموکوپل ها قادرند دماهایی بین 180- تا 1800 سانتی گراد را اندازه گیری نمایند
ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که تفاوت آن ها در نوع آلیاژهای به کار رفته در آن ها و محدوده دمایی عملکرد آن ها می باشد. برای مثال ترمو کوپل در تیپ های B، J، K، S و… موجود می باشند که با توجه به نوع ترمو کوپل، برای اندازه گیری دما باید از ترمومتر مناسب آن استفاده نمود .
انواع ترموكوپل
 
پارامترهای مهم جهت انتخاب ترموکوپل :
 
E (-40 to 900°C)
J(-180 to 800°C)
K(-250 to 1300°C)
R(-50 to 1700°C)
S(-50 to 1750°C)
T(-250 to 400°C)
B(0 to 1800°C)
N(-270 to 1300°C)
نوع ترموکوپل و رنج دمایی آن  
2سیمه
3سیمه
4سیمه
تعداد سیم ها
خروجی سنسوری (mV)
ولتاژ/ جریان (دارای ترانسمیتر)
خروجی
مثال : 1 متر یا بیشتر
 متراژ کابل رابط- پروب
مثال : 8mm- 5cm
سایز المان(قطر و طول )
 ترموكوپل پلاتين راديوم تيپR

ترموستات چيست ؟
ترموستات از دو واژه‌ی یونانی تشکیل شده است: ترمو و استات. ترمو به معنای دما و استات به معنای ثابت است و ترموستات در کل به معنای ثابت نگه داشتن دما است. وظیفه‌ی اصلی ترموستات ثابت نگه داشتن دما است. مثلاً اگر از ترموستات در خانه استفاده شود، به محض سرد شدن خانه ترموستات موجب می‌شود که دمای پکیج بالا برود و خانه گرم شود و در صورت گرم شدن خانه ترموستات موجب پایین آمدن دمای پکیج شده و سرد شدن خانه را در پی دارد .
نحوه عملكرد ترموستات
حال که فهمیدیم که ترموستات چیست و چه وظیفه‌ای دارد نوبت به آن رسیده که بفهمیم اصلاً چگونه کار می‌کند؟ یعنی چگونه می‌تواند وظیفه‌ی خود، یعنی ثابت نگه داشتن دما، را انجام دهد؟  اکثر چیزها هنگامی که گرم می‌شوند بزرگ‌تر می‌شوند و اگر سرد شوند کوچک‌تر (البته به جز آب). ترموستات‌ها دقیقاً از همین ایده برای تعویض مدار الکتریکی بین خاموش و روشن استفاده می‌کنند .
انواع ترموستات
ترموستات بی متالي
 
در ترموستات‌های بی‌متالی، که نوع سنتی و قدیمی ترموستات هستند، دو قطعه فلز متفاوت وجود دارند که نقش یک پل را در مدار الکتریکی مورد استفاده در دستگاه یا سیستم ایفا می‌کنند. به طور معمول، این پل متصل است و جریان الکتریکی از طریق آن در مدار به گردش درمی‌آید. به تدریج با گرم شدن این پل، که البته همان دو فلزی باشد که به آن اشاره کردیم، یکی از فلزات کم کم منحرف شده تا نهایتاً پل بالا می‌آید و جریان قطع می‌گردد و در نتیجه دستگاه خنک می‌شود .
 
اما بعد از این چه اتفاقی می‌افتد؟ با خنک شدن دستگاه، ترموستات نیز خنک می‌شود و به تدریج به حالت اولیه‌ی خود بازمی‌گردد و دوباره جریان برق آغاز می‌شود و پس از این باری دیگر شاهد گرم شدن ترموستات و منحرف شدن یکی از فلزات و قطع شدن جریان برق هستیم و به همین ترتیب. این‌گونه است که ترموستات با استفاده از همان ایده‌ی بزرگ‌تر شدن چیزها بر اثر گرم شدن، می‌تواند مدار را قطع و وصل کند و موجب خاموش و روشن شدن دستگاه شود. نکته‌ای که در این بین وجود دارد این است که می‌توان یک دمای مشخص را تنظیم کرد که ترموستات دقیقاً در سر آن دما جریان را قطع کند و دستگاه خاموش شود .
ترموستات سیلندر گازی
 
اما مشکلی که در ترموستات بی متالی وجود دارد این است که برای قطع و وصل شدن جریان توسط آن به زمان نیاز است. یعنی ترموستات نمی‌تواند دقیقاً در همان لحظه که به واکنش آن نیاز است واکنش نشان دهد، بلکه برای گرم شدن به زمان نیاز دارد. برای حل این مشکل، از ترموستات‌هایی که دارای سیلندرهای پر از گاز هستند استفاده می‌شود. این ترموستات‌ها، از دیسک‌هایی فلزی برخوردار هستند که سیلندرهایی پر از گاز در میان آن‌ها قرار دارند. سطح دیسک‌ها بزرگ است و بنابراین بهتر و سریع‌تر می‌توانند به تغییرات دما واکنش نشان دهند. ضمناً این دیسک‌ها راه راه هستند، یعنی از رگه‌هایی بر روی خود برخوردار اند که این رگه‌ها آن‌ها را واکنش‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر می‌کنند .
طرز کار این مدل ترموستات‌ها این‌گونه است که وقتی دستگاه گرم می‌شود گاز در سیلندرها جریان می‌یابد و همین امر موجب می‌شود که دیسک‌ها از یک‌دیگر جدا شوند. در چنین وضعیتی دیسک داخلی به میکروسوئیچی که در وسط ترموستات قرار دارد فشار وارد آورده و موجب قطع شدن جریان و در نتیجه خاموش شدن دستگاه می‌شود .
 
به تدریج با خنک شدن دستگاه، گاز درون سیلندرها منقبض شده و باری دیگر دیسک‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند و دیسک درونی از میکروسوئیچ دور شده و در نتیجه جریان متصل شده و دستگاه روشن می‌شود. پس از این با گرم شدن دستگاه، گاز درون سیلندرها موجب جدایی دیسک‌ها شده و فرآیند قبلی تکرار می‌شود .
 ترموستات مومی
 
در بالا دیدیم که ترموستات‌ها از سرد و گرم شدن و منقبض و منبسط شدن در اثر آن‌ها برای قطع و وصل کردن جریان استفاده می‌کنند. اما انواع دیگری از ترموستات‌ها وجود دارند که از وضعیت تبدیل جامد به مایع یا مایع به گاز برای فعالیت استفاده می‌کنند. ترموستات‌های مومی نمونه‌ی رایج چنین ترموستات‌هایی هستند که از آن‌ها در رادیاتورها و یا در موتور اتومبیل‌ها استفاده می‌شود
در این ترموستات‌ها از کپسولی که حاوی موم است استفاده می‌شود. در اثر بالا رفتن حرارت، موم ذوب شده (تغییر از حالت جامد به مایع) و در نتیجه منبسط می‌شود و موجب می‌شود میله‌ای که در همان محیط مورد استفاده قرار گرفته دستگاه را روشن یا خاموش کند .
 
چگونگی کارکرد ترموستات همراه با ترموکوپل
هدف از استفاده از ترموستات، کنترل یک سیستم درگیر با دما می باشد؛ به گونه ای که بتوان به نوعی دمای سیستم را در نقطه ‌ای مطلوب ثابت نگه داشت. از این رو ایجاد حلقه های کنترل باز و یا بسته با استفاده از ابزار های کنترل دما در دستگاه ‌های مذکور صورت می گیرد .
بدین ترتیب که همراه با یک ترموکوپل اطلاعات خام دمایی از محیط استخراج شده و توسط ترموستات مورد ارزیابی قرار می گیرد. در نهایت ترموستات با توجه به سطح دما اقدام به فعال و یا غیر فعال نمودن المان گرما ساز و یا سرما ساز نموده و این عمل را تا جایی ادامه می دهد که اطلاعات آمده از سمت ترموکوپل سطح مطلوبی از دما را نشان بدهد. البته در حالت عملیاتی یک تلرانس سه الی چهار درجه ای از دمای مرجع مورد قبول سیستم قرار خواهد گرفت. محدوده ای که در آن ترموستات دمای کلی سیستم را مطلوب در نظر می‌ گیرد و عملکرد خاصی را از خود نشان نمی دهد .
از ترموستات با نام دماپا نیز یاد می شود و همان طور که از نام فارسی شده ی آن بر می آید از دماپا یا ترموستات انتظار نگه داشتن  دمای یک سامانه در یک محدوده ی مشخص می ‌رود. در واقع ترموستاتی که همراه ترموکوپل شده است یک کنترل کننده الکتریکی خودکار برای تنظیم دما در فضا های بسته است که معمولاً آن را به دستگاه های گرم یا سرد ساز متصل می کنند. ترموستات همراه با ترموکوپل به نوعی سیستم کنترلی با عنوان کنترل On/off می سازد و از این طریق اقدام به کنترل تجهیزات حساس به دمای مربوط به خود می کند .
نظر فراموش نشه لطفا