ویژگی ها و کاربردهای ترانسمیتر دما

103/4/15 , 9:15 ص نظر

به گزارش «روزنامه دانشجویان ایران»؛ فرستنده دما وسیله ای است که دما را اندازه گیری کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این ابزار در بسیاری از صنایع برای کنترل و نظارت بر دما در فرآیندهای مختلف استفاده می شود. در این مقاله به بررسی اصول عملکرد، انواع و کاربردهای ترانسمیترهای دما می پردازیم.

اصول رادا انتقال دما

مبدل های حرارتی بر اساس اصول مختلفی کار می کنند که مهمترین آنها عبارتند از:

1. ترموکوپل: ترموکوپل از دو فلز مختلف ساخته شده است که دمای محل اتصال را اندازه گیری می کند. تغییرات دما باعث ایجاد ولتاژ در نقطه اتصال می شود که به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

2. RTD (ردیاب دمای مقاومتی): RTD ها مقاومت الکتریکی مواد را نسبت به تغییرات دما اندازه گیری می کنند. با افزایش دما، مقاومت ماده نیز تغییر می کند و این تغییرات به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

3. ترمیستور: ترمیستور نوعی سنسور مقاومتی است که مقاومت آن با تغییر دما تغییر می کند. این تغییرات مقاومت به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شود
https://iusnews.ir/fa/news-details/509205/%D9%81%D9%84%D9%88%D9%85%D8%AA%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/

اجزای اصلی ترانسمیتر دما

1. سنسور دما: این قسمت دما را اندازه گیری می کند و می تواند ترموکوپل، RTD یا ترمیستور باشد.

2. سنسور: این قسمت تغییر دما را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

3. مدار الکترونیکی. این مدار سیگنال الکتریکی تولید شده توسط مبدل را تقویت و پردازش می کند و آن را به سیگنال خروجی قابل خواندن تبدیل می کند.

نوع انتقال حرارت

فرستنده های دما به چند دسته تقسیم می شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند:

ترموکوپل ترانسمیتر: این نوع فرستنده ها از ترموکوپل به عنوان سنسور دما استفاده می کنند و برای اندازه گیری دماهای بالا مناسب هستند.

ترموکوپل یک دستگاه ترموکوپل است که دما را با استفاده از ترموکوپل اندازه گیری می کند و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می کند. این دستگاه ها در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی و تولید برق کاربرد دارند. در این مقاله به بررسی روش های عملکرد، انواع و کاربردهای ترموکوپل می پردازیم.

اصول کار فرستنده ها با ترموکوپل

ترموکوپل ها بر اساس اثر Seebeck کار می کنند که بیان می کند دو فلز غیر مشابه که به دو نقطه متصل هستند با ایجاد اختلاف دما بین این دو نقطه الکتریسیته تولید می کنند. این ولتاژ متناسب با دما است و فرستنده ترموکوپل این ولتاژ را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (مثلا 20-4 میلی آمپر) تبدیل می کند.
https://iusnews.ir/fa/news-details/509423/%D9%88%DB%8C%DA%98%DA%AF%DB%8C-%D9%87%D8%A7-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B3%D9%85%DB%8C%D8%AA%D8%B1-%D8%AF%D9%85%D8%A7/
قطعات اصلی کلید ترموکوپل

1. ترموکوپل: این قسمت شامل دو فلز مختلف است که دمای نقطه اتصال را اندازه گیری می کند.

2. مدار جبران دمای سرد: این مدار برای جبران تغییرات دما در اتصالات مرجع برای افزایش دقت اندازه گیری استفاده می شود.

3. مبدل: این بخش ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می کند.

4. مدار الکترونیکی: این مدار سیگنال الکتریکی تولید شده توسط مبدل را تقویت و پردازش می کند و آن را به خروجی قابل خواندن تبدیل می کند.

انواع ترموکوپل

ترموکوپل ها در انواع مختلفی تولید می شوند که هر کدام برای محدوده دمایی و کاربردهای خاص مناسب هستند. مهم ترین انواع ترموکوپل ها عبارتند از:

1. نوع K: از نیکل-کروم/نیکل-آلومینیوم ساخته شده و برای دماهای بالا تا 1370 درجه سانتیگراد مناسب است.

2. نوع J: ساخته شده از آهن / ثابت و مناسب برای دمای تا 750 درجه سانتیگراد.

3. نوع T: ساخته شده از مس/فولاد ضد زنگ و مناسب برای دماهای پایین 350 درجه سانتیگراد.

4. نوع E: ساخته شده از کرومل/کنستانتان و مناسب برای دمای تا 900 درجه سانتی گراد.

5. نوع N: ساخته شده از نیکل کروم سیلیکون/نیکل سیلیکون، مناسب برای دماهای بالا تا 1300 درجه سانتیگراد.

6. نوع S و R: ساخته شده از پلاتین رودیوم و مناسب برای دماهای بالا تا 1600 درجه سانتیگراد.

کاربردهای فرستنده ترموکوپل

فرستنده ترموکوپل در صنایع و فرآیندهای مختلف استفاده می شود:

1. صنعت نفت و گاز: برای نظارت بر دما در فرآیند حفاری، پالایش و انتقال نفت و گاز و همچنین در تجهیزات تامین آب مانند پمپ های لئو استفاده می شود.

2. صنایع شیمیایی: در فرآیندهای تولید شیمیایی و کنترل واکنش برای اندازه گیری دقیق دما استفاده می شود.

3. صنایع غذایی و دارویی: برای کنترل دما در فرآیندهای تولید و نگهداری مواد غذایی و دارو برای تضمین کیفیت و ایمنی استفاده می شود.

4. نیروگاه ها: برای کنترل دمای توربین ها، بویلرها و سیستم های خنک کننده در نیروگاه ها به منظور بهبود راندمان و ایمنی استفاده می شود.

مزایای فرستنده ترموکوپل

- محدوده دمایی وسیع: دستگاه های ذخیره گرما می توانند در دمای بسیار پایین یا بالا کار کنند.

- پاسخ سریع: ترموکوپل ها به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان می دهند.

- ساختار ساده و مقاوم: ترموکوپل ها ساختار ساده و مقاومی دارند که آنها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند.

- ارزان: ترموکوپل ها معمولاً ارزان تر از سایر سنسورهای دما هستند.

معایب فرستنده ترموکوپل

- دقت کمتری نسبت به RTD ها: ترموکوپل ها معمولا دقت بیشتری نسبت به RTD ها دارند.

نیاز جبران دمای خنک کننده: برای افزایش دقت اندازه گیری به مدار جبران دمای خنک کننده نیاز دارند.

- نیاز به زمان بندی: برای اطمینان از صحت اندازه گیری ها نیاز به زمان بندی دارند.

2. مبدل های RTD: این نوع مبدل ها از RTD به عنوان سنسور دما استفاده می کنند و در اندازه گیری دماهای پایین تا متوسط ??بسیار دقیق هستند. از این محصول برای ساخت پکیج برقی دیواری پارامون استفاده می شود.

3. مبدل های ترمیستوری: این نوع مبدل ها از ترمیستور به عنوان سنسور دما استفاده می کنند و برای اندازه گیری دماهای پایین و متوسط ??با دقت بالا مناسب هستند.

کاربردهای ترانسمیترهای دما

فرستنده های دما در بسیاری از صنایع و فرآیندهای مختلف استفاده می شوند:

1. صنعت نفت و گاز: برای نظارت بر دما در فرآیندهای حفاری، پردازش و حمل و نقل نفت و گاز استفاده می شود.

2. صنایع شیمیایی: برای اندازه گیری دقیق دما در فرآیندهای تولید شیمیایی و کنترل واکنش استفاده می شود.

3. صنایع غذایی و دارویی: برای کنترل دما در فرآیندهای تولید و نگهداری محصولات غذایی و دارویی به منظور اطمینان از کیفیت و ایمنی استفاده می شود.

4. نیروگاه ها: توربین ها و نیروگاه ها. برای نظارت بر دمای سیستم های گرمایش و سرمایش و بهبود کارایی و ایمنی استفاده می شود.

5. تاسیسات HVAC: گرمایش. برای کنترل و نظارت بر دما در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع استفاده می شود.

6. صنعت خودرو: برای نظارت بر سیستم های گرمایش، سرمایش و اگزوز موتور استفاده می شود.

مزایای ترانسمیترهای دما

- دقت بالا: بسیاری از فرستنده های دما دقت بالایی در اندازه گیری دما دارند.

- قابلیت اطمینان: در بسیاری از کاربردهای صنعتی، ترانسمیترهای دما ابزاری قابل اعتماد برای اندازه گیری دما هستند.

- تنوع کاربرد: انواع مختلف سنسورهای دما برای اندازه گیری دما در شرایط مختلف مناسب هستند.

معایب ترانسمیترهای دما

- هزینه: برخی از فرستنده های دما به خصوص انواع پیشرفته و دقیق تر، هزینه بالایی دارند.

- نیاز به تعمیر و نگهداری و کالیبراسیون: این فرستنده ها برای حفظ دقت اندازه گیری باید به صورت دوره ای نگهداری و کالیبره شوند.

- حساسیت به شرایط محیطی: برخی از فرستنده های دما می توانند تحت تاثیر شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار قرار گیرند.

کلمات اخر

سنسورهای دما ابزار مهمی برای اندازه گیری دقیق دما در صنایع مختلف هستند. این فرستنده ها به دلیل دقت و اطمینان بالا در بسیاری از کاربردهای صنعتی از جمله نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی، نیروگاهی و تجهیزات HVAC مورد استفاده قرار می گیرند. با پیشرفت تکنولوژی، سنسورهای دما همچنان نقش مهمی در بهبود کارایی و ایمنی فرآیندهای صنعتی ایفا می کنند.