recent
أخبار ساخنة

ما هو الثرموكابل الازدواج الحراري Thermocouple

ما هو الثرموكابل الازدواج الحراري Thermocouple
ما هو الثرموكابل الازدواج الحراري Thermocouple


ما هو الازدواج الحراري 

الثرموكابل الازدواج الحراري او المزدوجه الحرارية وبالانجليزية (Thermocouple) وهو من أبسط انواع المجسات المستخدمة في قياس درجات الحرارة واكثرها انتشارا وخاصة في درجات الحرارة المرتفعة فالمزدوجة الحرارية هي جهاز لقياس درجة الحرارة.

والثرموكابل يتكون من سلكين من نوعين مختلفين من السبائك ( المعادن ) موصولين في نهاية واحدة. وعند ارتفاع درجة الحرارة يتولد فرق جهد قليل بين طرفي الأسلاك. ويتناسب فرق الجهد مع فرق درجات الحرارة ويعتمد ايضا على المادة المصنوع منها .

من الناحية النظرية ، يمكن استخدام أي معدنين لعمل مزدوج حراري ولكن في الممارسة العملية ، هناك عدد ثابت من الأنواع التي يتم استخدامها بشكل شائع.

يمكن تصنيع المزدوجات الحرارية لتناسب أي تطبيق تقريبًا. يمكن صنعها لتكون قوية وسريعة الاستجابة ولقياس نطاق درجة حرارة واسع جدًا.

فائده
تم تطوير المزدوجات الحرارية نتيجة لاكتشاف تأثير سيبيك(Seebeck effect) بواسطة الفيزيائي الألماني توماس يوهان سيبيكThomas Johann Seebeckفي عام 1821.



تركيب الازدواج الحراري

تتكون المزدوجات الحرارية من ساقين سلكيين مصنوعين من معادن مختلفة. يتم لحام أرجل السلك معًا في أحد طرفيه ، مما يؤدي إلى إنشاء تقاطع. هذا المفترق هو المكان الذي يتم فيه قياس درجة الحرارة. عندما يواجه التقاطع تغيرًا في درجة الحرارة ، يتم إنشاء جهد. يمكن بعد ذلك تفسير الجهد عن طريق حساب درجة الحرارة.

ويتكون الثرموكابل من وصلتين وصلة القياس (الجس ،الحارة ، الساخن+ ) والوصلة المرجعية (الباردة، السالبة - ) لاحظ الشكل التالي

ما هو الثرموكابل الازدواج الحراري Thermocouple
ما هو الثرموكابل الازدواج الحراري Thermocouple

هل هناك أنواع مختلفة من المزدوجات الحرارية ؟

هناك العديد من أنواع المزدوجات الحرارية ، ولكل منها خصائص مختلفة بناء على مادة السبائك المصنوع منها من حيث نطاق درجة الحرارة ، والمتانة ، ومقاومة الاهتزاز ، والمقاومة الكيميائية ، وتوافق التطبيقات.
نوع J K ، T مزدوجات حرارية من النوع "Base Metal" ، وهي أكثر أنواع المزدوجات الحرارية شيوعًا.
المزدوجات الحرارية من النوع R و S عبارة عن مزدوجات حرارية من نوع "Rare Metal" ، والتي تستخدم في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.

أنواع المزدوجات الحرارية

يتم تصنيع المزدوجات الحرارية المختلفة لأغراض مختلفة ، باستخدام مجموعة متنوعة من المعادن. تشمل الأنواع المختلفة من المزدوجات الحرارية الشائعة ما يلي:
  • النوع K: النوع الأكثر شيوعًا من المزدوجات الحرارية ، فهو غير مكلف وموثوق ودقيق
  • النوع J: شائع جدًا أيضًا ، لكن نطاق درجات الحرارة أصغر ولديه أيضًا عمر أقصر عند درجات حرارة أعلى من النوع K.
  • النوع T: مزدوج حراري ثابت ويستخدم لدرجات حرارة منخفضة
  • النوع E: يحتوي على إشارة أقوى ودقة أعلى
  • النوع N: يشترك في نفس الدقة والقيود مثل K ولكنه أغلى قليلاً
  • النوع S: لدرجات الحرارة المرتفعة للغاية ويستخدم بشكل أساسي في صناعة الأدوية
  • النوع R: مشابه للنوع S من حيث الأداء وغالبًا ما يستخدم في درجات حرارة منخفضة بسبب دقته واستقراره
  • النوع B: لديه أعلى نطاق لدرجة الحرارة من بين جميع المزدوجات الحرارية
جدول يوضح ميزات الأنواع المشهورة من الازدواج الحراري
 جدول يوضح ميزات الأنواع المشهورة من الازدواج الحراري 

أين تستخدم المزدوجات الحرارية؟

تستخدم المزدوجات الحرارية في العديد من التطبيقات الصناعية والعلمية. يمكن العثور عليها في جميع الأسواق الصناعية تقريبًا: توليد الطاقة ، والتعدين ، والنفط / الغاز ، والأدوية ، والتكنولوجيا الحيوية ، والأسمنت ، والورق ، والزجاج ، وغيرها الكثير. تُستخدم المزدوجات الحرارية أيضًا في الأجهزة اليومية مثل المواقد والأفران والأفران وأفران البيتزا.

لماذا تستخدم المزدوجه الحرارية في كثير من التطبيقات؟

عادة ما يتم اختيار المزدوجات الحرارية بسبب تكلفتها المنخفضة ، وحدود درجات الحرارة المرتفعة ، ونطاقات درجات الحرارة الواسعة ، ومتانتها.
وفيما يلي توضيح لميزات الثرموكابل

ميزات الثرموكابل

  • يقاوم الصدمات والاهتزاز والتاكل .
  • سهل التصنيع
  • لا يستهلك طاقة حرارية ( لا يضيع طاقة حرارية)
  • يخدم طويلا
  • مدى درجات حرارة واسع.
  • لا يحتاج إلى طاقة .
  • صغير الحجم.


طريقة اختيار الازدواج الحراري

يستخدم الازدواج الحراري في التحكم الصناعي بشكل كبير لإمكانيته الواسعة لقياس درجات الحرارة وتحمله ظروف تشغيلية صعبة. ويختار الازدواج الحراري بناء على :
  • الظروف الكيميائية المحيطة .
  • المواءمة مع الدوائر الإلكترونية .
  • المدى الحراري .
  • مقاومة الاهتزاز والتآكل .

ويعاب علي الثرموكابل انه يعطي فرق جهد قليل وغير خطي.

مصادر
كتاب الالكترونيات الصناعية المنهاج الفلسطيني ص156.
What is a Thermocouple
google-playkhamsatmostaqltradent