سنسور دما چیست؟

سنسور دما چیست ؟ سنسور دما، معمولاً یک ترموکوپل یا RTD، دستگاهی است که اندازه گیری دما را از طریق یک سیگنال الکتریکی امکان پذیر می کند. ترموکوپل (T/C) از دو فلز غیرمشابه ساخته می شود که ولتاژ الکتریکی را متناسب با تغییرات دما تولید می کنند. RTD (حسگر دمای مقاومتی) (به انگلیسی: Resistance Temperature Detector) یک مقاومت متغیر است که مقاومت الکتریکی خود را به طور دقیق، قابل تکرار و تقریباً خطی متناسب با تغییرات دما تغییر می دهد.

اصول عملیات سنسور های دما

راهنمای تصویر :

• TERMINAL BLOCK = بلوک ترمینال
• CONDUIT CONNECTION FITTING = پوشش اتصال لوله حفاظ
• SENSOR = سنسور
• STEM = ساقه
• PROCESS CONNECTION = اتصال فرایند
• SCREW COVER = پیچ کاور

ترموکوپل

یک ترموکوپل از دو سیم فلزی غیرمشابه ساخته می شود. سیم ها از یک طرف به هم متصل می شوند و یک اتصال اندازه گیری (گرم) ایجاد می کنند. انتهای دیگر آنها، که به عنوان محل اتصال مرجع (سرد) شناخته می شود، به یک دستگاه اندازه گیری الکترونیکی (کنترل کننده یا نشانگر دیجیتال) متصل است. ترموکوپل یک سیگنال اندازه گیری را نه در پاسخ به دمای واقعی بلکه در پاسخ به تفاوت دما بین اتصالات اندازه گیری و مرجع تولید می کند. در این دستگاه، یک سنسور کوچک دمای محیط در دستگاه اندازه گیری الکترونیکی، نزدیک به نقطه ای که اتصال مرجع به آن متصل شده است، تعبیه می گردد. سپس دمای محیط برای تعیین و نمایش دمای اندازه گیری شده واقعی توسط دستگاه اندازه گیری به دمای دیفرانسیلی ترموکوپل اضافه می شود.

برای اتصال ترموکوپل به یک مدار الکتریکی فقط دو سیم لازم است؛ با این حال، این سیم های اتصال باید از فلزات مشابه فلزات مورد استفاده در ساخت ترموکوپل ساخته شوند. افزودن سیم هایی ساخته شده از مواد دیگر (مانند سیم مسی معمولی) اتصالات اندازه گیری جدیدی ایجاد می کند که منجر به قرائت های نادرست می گردد.

سنسور های RTD

کمابیش، تمام مواد رسانای الکتریکی مقداری مقاومت در برابر جریان برق دارند. هنگامی که یک ولتاژ الکتریکی شناخته شده از یک هادی عبور می کند، بر اساس درجه حرارت هادی، مقاومت تغییر می کند. این مقاومت قابل اندازه گیری است و با دمای خاصی مطابقت دارد. در حالی که عناصر مختلف از طرق مختلف تحت تأثیر دما قرار می گیرند، معمولاً از پلاتین به دلیل خلوص، خطی بودن و پایداری در طیف وسیعی از دماها در RTDها مورد استفاده قرار می گیرد. یک دستگاه بازخوانی الکترونیکی مانند کنترل کننده یا نشانگر دیجیتال طراحی شده برای اندازه گیری مقاومت، برای استفاده در سنسورهای RTD لازم است.

برای اتصال  RTDبه یک مدار الکتریکی فقط دو سیم مسی استاندارد لازم است، با این حال، این سیم های اتصال نیز بر اساس دمای محیط تحت تغییر مقاومت کوچکی قرار می گیرند. به همین دلیل یک سیم اتصال سوم اضافی در اکثر RTDها به عنوان سیم جبران تعبیه شده است تا امکان اصلاح این تغییرات را برای کنترل کننده یا واحد نمایشگر ممکن سازد.

انتخاب سنسور دما

سبک
سنسورهای دما در سبک های مختلفی موجود هستند. نوع پوشش پیچ ضد آب، اتصال لوله حفاظ الکتریکی فراهم می کند و می تواند برای قرار دادن یک فرستنده (اختیاری) مورد استفاده قرار گیرد. برای سنجش سیستم باز، نوع غیر پیچ شونده پیشنهاد می شود. این طرح با سیم رفت یکپارچه ارائه می شود و برای محافظت از ساقه و سیم رفت در برابر محیط های خورنده روی آن پوشش تفلونی قرار داده می شود. یک دوشاخه استاندارد با جک درگیر نیز می تواند فراهم شود.

ساقه (غلاف)

تمام ترموکوپل ها و RTDها  به ساقه ای از جنس فولاد ضد زنگ 316، همراه با سیم کشی داخلی قرار داده شده در پودر عایق سرامیکی مجهز شده اند. دو نوع سبک پوشش سر پیچ در ساقه موجود است: جوشی و فنردار. ساقه جوشی برای استفاده در محیط های سیال مناسب است. ساقه فنردار برای قرار داده شدن در درون یک ترموول طراحی شده است تا حداکثر حساسیت گرمایی را فراهم نماید. ساقه های فنردار فشار زیادی ندارند و این ممکن است باعث نشت محیط فرآیند شوند، بنابراین، همیشه باید در یک ترموول نصب شوند.

طول فرو رفتن یا طول قرار گیر (U)

طول فرو رفتن (U) ترموکوپل یا RTD نشان دهنده عمق آن در لوله فرآیند یا ترموول است. عموما ترموکوپل ها و RTDها با طول U استاندارد از 2 اینچ تا 24 اینچ در دسترس هستند.

اتصال اندازه گیری (گرم)

ترموکوپل ها  در انواع J  و K موجود هستند و از یک عایق سرامیکی برای ایجاد محل اتصال اندازه گیری زمین نشده (بدون اتصال به زمین) استفاده می کنند.

RTDها دارای یک طرح 3 سیمه پلاتینی، با مقاومت 100 یا 1000 اهم () در 32 درجه فارنهایت (0 درجه سانتیگراد) هستند و دارای ضریب دمایی برابر  00385/0 می باشند.

اتصال (انتها)

ترموکوپل ها با بلوک ترمینال (سرپوش پیچ)، جک درگیر، یا اتصالات سیم رفت یکپارچه ارائه می شوند. اتصال بلوک ترمینال، سیم رفت ندارد بنابراین یک سیم گسترش باید به دستگاه اندازه گیری الکترونیکی متصل و مسیردهی شود. سیم گسترش ترموکوپل باید با نوع ترموکوپل یکسان باشد، در غیر این صورت چندین اتصال اندازه گیری ایجاد خواهد شد و این امر باعث قرائت نادرست دما می شود.

RTDها دارای یک بلوک ترمینال (سرپوش پیچ) یا اتصال سیم رفت یکپارچه هستند. اتصال بلوک ترمینال دارای سیم رفت نیست، بنابراین یک سیم گسترش باید به نشانگر یا کنترل کننده متصل و مسیردهی شود.  تمام ترموکوپل ها و RTDها باید با دقت انتخاب شوند تا اهداف خاص مورد نظر را برآورده کنند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با سنسور دما و مشاهده قیمت یا خرید آنلاین ترموکوپل و سنسور RTD به سایت گروه صنعتی کوپل مراجعه فرمائید.