دسته‌بندی نشده

راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD

راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD

اندازه‌گیری دما یکی از مؤلفه‌های اساسی در علوم مهندسی و صنعتی است. از کنترل فرآیندهای تولید تا تضمین ایمنی تجهیزات و بهبود کیفیت محصولات، دما بعنوان یک پارامتر کلیدی شناخته می‌شود. ابزارهای اندازه‌گیری دما بگونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند با حساسیت و قابلیت اطمینان بالا، در شرایط مختلف محیطی و صنعتی عمل کنند.

تکنولوژی‌های مختلفی در این حوزه توسعه یافته‌اند که هر یک دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود هستند. در این مقاله از آداک فرآیند سپهر، به بررسی جامع ابزارهای اندازه‌گیری دما شامل ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر و RTD می‌پردازیم تا شما را در انتخاب ابزار مناسب برای کاربردهای مختلف یاری دهیم.

روش‌های کلی اندازه‌گیری دما

ابزارهای اندازه‌گیری دما در حوزه تجهیزات ابزار دقیق به دو گروه کلی تقسیم می‌شوند: ابزارهای تماسی و ابزارهای غیرتماسی.

در روش تماسی، حسگر دما مستقیماً با جسم یا سیال موردنظر در تماس است و دما را از طریق انتقال حرارت اندازه‌گیری می‌کند. این روش دقت بالایی دارد و برای کاربردهایی مانند اندازه‌گیری دمای مایعات، جامدات و گازها استفاده می‌شود. ابزارهایی مانند ترموکوپل‌ها، ترمیستورها و RTDها در این دسته قرار می‌گیرند.

روش غیرتماسی از تابش حرارتی اجسام برای اندازه‌گیری دما بهره می‌برد. این روش برای مواردی که تماس فیزیکی خطرناک و غیرممکن است، مانند اندازه‌گیری دمای کوره‌ها، تجهیزات در حال حرکت و سیستم‌های الکتریکی، بسیار مناسب هست. پیرومترها یکی از مهم‌ترین ابزارهای غیرتماسی هستند که در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

در صنایع مختلف، اندازه‌گیری دما به دلایل متعدد، اهمیت ویژه‌ای دارد. در فرآیندهای شیمیایی، دما بطور مستقیم بر کیفیت واکنش‌ها و محصولات نهایی تأثیر می‌گذارد. کنترل دقیق دما در این صنایع می‌تواند از وقوع خطرات جدی مانند انفجار یا ناپایداری محصولات جلوگیری کند.

در صنعت غذایی، حفظ دمای مناسب برای فرآیندهایی همچون پخت، نگهداری و حمل‌ونقل محصولات از اهمیت بالایی برخوردار است. در حوزه پزشکی و داروسازی نیز اندازه‌گیری دقیق دما بمنظور حفظ کیفیت و ایمنی تجهیزات و محصولات حساس ضروری است. همچنین، در صنایعی مانند نفت و گاز، عدم کنترل صحیح دما، منجر به خسارات جبران‌ناپذیر مالی و انسانی می‌شود.

انواع اندازه‌گیری دما به روش تماسی

روشهای تشخیص دما بصورت تماسی عبارتند از:

  • ترموکوپل
  • ترمیستور
  • RTD
  • پیرومتر
  • ترمومتر

ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل یکی از پرکاربردترین ابزارهای اندازه‌گیری دما است که به خاطر سادگی طراحی و قابلیت استفاده در بازه‌های دمایی گسترده، محبوبیت زیادی در صنایع دارد. این ابزار بر اساس پدیده سیبک عمل می‌کند که در آن، دو فلز غیرهم‌جنس در نقطه‌ای به هم متصل می‌شوند و با تغییر دما، ولتاژی متناسب با اختلاف دما تولید می‌کنند.

ترموکوپل چیست؟ (راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)
ترموکوپل چیست؟ (راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)

داشتن مقاومت و دوام بالا در برابر شرایط محیطی سخت باعث شده ترموکوپل‌ها در صنایع سنگین مانند متالورژی، نیروگاه‌ها و کوره‌های صنعتی کاربرد گسترده‌ای داشته باشند. علاوه بر این، هزینه پایین و قابلیت اطمینان بالا باعث شده تا این ابزار در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

انواع ترموکوپل

  • نوع K
  • نوع J
  • نوع T
  • نوع E
  • نوع N
  • نوع R
  • نوع S
  • نوع B
جدول مقایسه انواع ترموکوپل‌ها
نوع ترموکوپل محدوده دمایی (°C) مواد تشکیل‌دهنده کاربردها
نوع K 200- تا 1260+ کرومل – آلومل کوره‌های صنعتی، نیروگاه‌ها و تجهیزات شیمیایی
نوع J 40- تا 750+ آهن – کنستانتان فرآیندهای تولیدی، دماهای پایین و متوسط
نوع T 200- تا 350+ مس – کنستانتان سیستم‌های تبریدی، آزمایشگاه‌ها و محیط‌های مرطوب
نوع E 40- تا 900+ کرومل – کنستانتان تجهیزات پزشکی، محیط‌های خورنده
نوع N 270- تا 1300+ نیکروسیل – نیسیل متالورژی، تولید شیشه
نوع R 0 تا 1600+ پلاتین – رودیوم کوره‌های تولید شیشه ساختمانی و کوره زرگری
نوع S 0 تا 1600+ پلاتین – رودیوم کالیبراسیون و تجهیزات پزشکی
نوع B 0 تا 1700+ پلاتین – رودیوم کوره‌های آزمایشگاهی و فرآیندهای دمای بالا

مشخصات فنی ترموکوپل‌ها

ترموکوپل نوع K از ترکیب فلزات کرومل و آلومل ساخته شده و بازه دمایی 200- تا 1260+ درجه سانتی‌گراد را پوشش می‌دهد. مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و پایداری حرارتی در دماهای بالا، این ترموکوپل را برای کاربردهای صنعتی مانند کوره‌ها، نیروگاه‌ها و تجهیزات شیمیایی ایده‌آل می‌سازد. علاوه بر این، تولید ولتاژ پایدار در شرایط مختلف دمایی، استفاده از این نوع ترموکوپل را در کاربردهای عمومی و آزمایشگاهی رایج کرده است. اگرچه در دماهای بسیار پایین، حساسیت کمتری دارد، اما همچنان یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها در میان ترموکوپل‌ها است.

نوع J از ترکیب آهن و کنستانتان ساخته شده و در بازه دمایی 40- تا 750+ درجه سانتی‌گراد عمل می‌کند. به خاطر قیمت پایین و پاسخ‌دهی سریع، در فرآیندهای تولیدی با دماهای پایین یا متوسط استفاده می‌شود. با این حال، اکسیداسیون سریع آهن در دماهای بالا می‌تواند طول عمر این نوع ترموکوپل را محدود کند. نوع J بویژه در صنایعی که نیاز به اندازه‌گیری دماهای متوسط دارند، کاربرد دارد.

ترموکوپل نوع T از فلزات مس و کنستانتان ساخته شده و برای دماهای 200- تا 350+ درجه سانتی‌گراد مناسب است. حساسیت بالا به تغییرات دما در محیط‌های مرطوب، این نوع ترموکوپل را برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنایع غذایی ایده‌آل کرده است. همچنین، مقاومت بالا در برابر رطوبت باعث شده تا این ابزار در سیستم‌های برودتی و تبریدی کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

نوع E از کرومل و کنستانتان ساخته شده و گستره دمایی 40- تا 900+ درجه سانتی‌گراد را پوشش می‌دهد. تولید ولتاژ بالاتر نسبت به دیگر انواع ترموکوپل‌ها در دماهای مشابه، این ابزار را برای کاربردهای دقیق‌تر مانند تجهیزات پزشکی مناسب ساخته است. این نوع همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و برای محیط‌های خاصی که احتمال تأثیر ترکیبات شیمیایی وجود دارد، انتخابی مناسب است.

ترموکوپل N از نیکروسیل و نیسیل ساخته شده و برای دماهای 270- تا 1300+ درجه سانتی‌گراد مناسب است. مقاومت فوق‌العاده در برابر اکسیداسیون و پایداری در دماهای بالا، این نوع را برای صنایع سنگین مانند تولید شیشه و متالورژی مناسب کرده است.

نوع R از پلاتین و رودیوم ساخته شده و بازه دمایی 0 تا 1600+ درجه سانتی‌گراد را پوشش می‌دهد. دقت بالا و مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت، این ترموکوپل را برای کاربردهای تخصصی مانند تولید فلزات گران‌بها و شیشه‌سازی ایده‌آل کرده است.

نوع S مشابه نوع R بوده و بدلیل درصد متفاوت رودیوم، در موارد حساس مانند کالیبراسیون دما در تجهیزات پزشکی و سیستم‌های ابزار دقیق کاربرد دارد.

نوع B برای دماهای بسیار بالا تا 1700+ درجه سانتی‌گراد مناسب است و در کوره‌های آزمایشگاهی و صنایع سنگین حرارتی استفاده می‌شود.

جدول جامع رنگ‌بندی ترموکوپل‌ها بر اساس استانداردهای ANSI و IEC

در جدول‌های زیر، رنگ‌بندی استاندارد ترموکوپل‌ها بر اساس دو سیستم رایج ANSI و IEC ارائه شده است. این جداول به شما کمک می‌کنند تا سیم‌های مثبت، منفی و غلاف کابل هر نوع ترموکوپل را بصورت سریع و دقیق شناسایی کنید. با استفاده از این اطلاعات می‌توانید نصب و راه‌اندازی ترموکوپل‌ها را با دقت بیشتری انجام دهید و از بروز خطاهای احتمالی جلوگیری کنید.

جدول رنگ‌بندی ترموکوپل‌ها – استاندارد ANSI
نوع ترموکوپل سیم مثبت سیم منفی غلاف کابل
نوع K
سبز
سفید
زرد
نوع J
سفید
قرمز
مشکی
نوع T
آبی
قرمز
آبی
نوع E
بنفش
قرمز
بنفش
جدول رنگ‌بندی ترموکوپل‌ها – استاندارد IEC
نوع ترموکوپل سیم مثبت سیم منفی غلاف کابل
نوع K
سبز
سفید
سبز
نوع J
زرد
سفید
مشکی
نوع T
آبی
سفید
آبی
نوع E
بنفش
سفید
بنفش

ترمیستور چیست؟

ترمیستور یک حسگر نیمه‌هادی با حساسیت بالا به تغییرات دمایی است. این ابزار در دو نوع اصلی NTC (ضریب دمایی منفی) و PTC (ضریب دمایی مثبت) تولید می‌شود و دارای دقت قابل قبول و اندازه‌ی کوچک است. این سنسور در بسیاری از صنایع، بویژه تجهیزات پزشکی و الکترونیکی، استفاده می‌شود.

ترمیستور چیست؟(راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)
ترمیستور چیست؟ (راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)

ترمیستورها بعلت پاسخ‌دهی سریع به تغییرات دما، در کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری لحظه‌ای دارند، ایده‌آل هستند. با این حال، محدوده دمایی کاری محدودتری نسبت به ترموکوپل‌ها دارند.

انواع ترمیستور

  • ترمیستور PTC
  • ترمیستور NTC

در ترمیستور PTC مقاومت با افزایش دما بیشتر می‌شود. این ویژگی برای کاربردهایی مانند محافظت از مدارها، کنترل جریان الکتریکی و قطع‌کننده‌های حرارتی مفید است. در ترمیستور NTC با افزایش دما، مقاومت کمتری نشان می‌دهد و برای اندازه‌گیری دقیق دما در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی استفاده می‌شود.

نحوه شناسایی ترمیستور

ابتدا به اطلاعات چاپ‌شده روی بدنه یا دیتاشیت آن نگاه کنید. این اطلاعات معمولاً شامل مقدار مقاومت در دمای مرجع (معمولاً 25 درجه سانتی‌گراد) است. برای مثال: اگر روی بدنه ترمیستور عددی مانند 10k نوشته شده باشد، نشان دهنده مقدار مقاومتی در دمای 25 درجه، برابر با 10 کیلو اهم است.

حالا برای بررسی عملی، یک مولتی‌متر را روی حالت اندازه‌گیری مقاومت (اهم) تنظیم کنید. ترمیستور را جدا از مدار قرار دهید و با استفاده از پراب‌های مولتی‌متر مقدار مقاومت آن را در دمای محیط اندازه‌گیری کنید. سپس دمای محیط را تغییر دهید. و به آن یکی از حالتهای گرم یا سرد را بدهید و مقاومت جدید را اندازه‌گیری کنید. اگر مقاومت کاهش یافت، ترمیستور از نوع NTC است و اگر افزایش یافت، از نوع PTC.

برای مقایسه دقیق، مقادیر مقاومت اندازه‌گیری‌شده را با منحنی یا جدول مشخصه‌های دمایی ترمیستور که در دیتاشیت موجود است مقایسه کنید. این جدول‌ها نشان می‌دهند که مقاومت ترمیستور در دماهای مختلف چقدر باید باشد. با این روش می‌توانید نوع ترمیستور و صحت عملکرد آن را تأیید کنید. اگر مقادیر انحراف زیادی از استاندارد داشت، ممکن است ترمیستور معیوب باشد و نیاز به تعویض داشته باشد.

جدول دمایی ترمیستورها (NTC و PTC)
دما (°C) مقاومت (kΩ) – NTC (10kΩ در 25°C) مقاومت (kΩ) – PTC (1kΩ در 25°C)
40- 335kΩ 0.75kΩ
20- 100kΩ 0.8kΩ
0 35kΩ 0.95kΩ
10+ 25kΩ 1.0kΩ
25+ 10kΩ 1.2kΩ
50+ 3.5kΩ 2.5kΩ
75+ 1.5kΩ 10kΩ
100+ 0.7kΩ 50kΩ

RTD چیست؟

RTD یا دماسنج مقاومتی، ابزاری دقیق برای اندازه‌گیری دما است که از تغییر مقاومت الکتریکی فلزاتی مانند پلاتین در اثر تغییر دما استفاده می‌کند. این ابزار به علت دقت بالا و پایداری در کاربردهای حساس مانند صنایع داروسازی و پتروشیمی استفاده می‌شود.

RTD چیست؟ (راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)

انواع RTD

  • RTD پلاتین (PT100 و PT1000)
  • RTD مس (Cu10 و Cu50)
  • RTD نیکل (Ni100 و Ni200)

مشخصات فنی RTD

پلاتین خواصی پایدار و عمری بالا در برابر تغییرات دما را دارد و متداول‌ترین ماده برای ساخت RTD است. PT100 و PT1000 می‌توانند دما را در بازه‌ای از 200- تا 850+ درجه سانتی‌گراد با دقت بسیار بالا اندازه‌گیری کنند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع RTD، دقت و تکرارپذیری در اندازه‌گیری است. از این رو، در صنایع حساس مانند پتروشیمی، تولید دارو و تجهیزات آزمایشگاهی کاربرد گسترده‌ای دارد. اگرچه قیمت این نوع RTD نسبت به سایر انواع بالاتر است، اما کیفیت و دوام آن این هزینه را توجیه می‌کند. PT1000 دقت بالاتری نسبت به PT100 دارد.

RTDهای مسی بخاطر قیمت پایین‌تر و پایداری در دماهای پایین، انتخاب مناسبی برای کاربردهای خاص هستند. Cu10 و Cu50 از 100- تا 150+ درجه سانتی‌گراد عمل می‌کند و در صنایع الکترونیکی و تجهیزات HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) بکاربرد دارند. یکی از نقاط ضعف RTDها از جنس مس، اینست که در دماهای بالاتر، دقت و پایداری کمتری دارند. با این حال، در کاربردهایی که دماهای پایین مدنظر است، این نوع به دلیل هزینه مقرون‌بصرفه و مقاومت الکتریکی بالا، انتخابی کارآمد محسوب می‌شود.

RTDهای نیکلی Ni100 و Ni200 در بازه دمایی 60- تا 300+ درجه سانتی‌گراد عمل می‌کنند و بعلت پاسخ سریع به تغییرات دما، در کاربردهای صنعتی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از نقاط قوت این نوع، قابلیت کار در محیط‌های مرطوب و خورنده است. با این حال، RTDهای نیکلی بدلیل محدودیت در دمای عملیاتی و کاهش پایداری در طول زمان، در مقایسه با RTDهای پلاتینی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. و بیشتر در کاربردهای کوتاه‌مدت و فرآیندهایی با دمای متوسط کاربرد دارد.

انواع RTD ها بر اساس تعداد سیم‌ها

تعداد سیم‌های RTD نقش مهمی در دقت اندازه‌گیری و جبران خطای مقاومت سیم‌ها دارد و به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

  • 2 سیمه که ساده‌ترین نوع RTD است و تأثیر مقاومت سیم‌های خروجی در آن محاسبه نمی‌شود و معمولاً دقت پایین‌تری دارد.
  • 3 سیمه که پرمصرف‌ترین می‌باشد، که خطای ناشی از مقاومت سیم‌ها را جبران می‌کند.
  • 4 سیمه دقیق‌ترین نوع RTD است، که برای کاربردهای آزمایشگاهی و حساس استفاده می‌شود.

پیرومتر چیست؟

پیرومتر یک ابزار غیرتماسی برای اندازه‌گیری دما است که از تابش حرارتی اجسام استفاده می‌کند. این ابزار برای کاربردهایی که امکان تماس فیزیکی وجود ندارد، مانند کوره‌های صنعتی، قطعات در حال حرکت و فرآیندهای با دمای بالا، بسیار مناسب است.

پیرومتر چیست؟

پیرومترها بر اساس میزان تابش مادون قرمز یا نور مرئی که از جسم موردنظر ساطع می‌شود، دما را اندازه‌گیری می‌کنند. این ابزار دارای سرعت بالا و ایمنی در اندازه‌گیری هستند و در صنایعی مانند فولادسازی، شیشه‌سازی و سرامیک‌سازی کاربرد گسترده‌ای دارد.

انواع پیرومتر

  • پیرومتر نوری
  • پیرومتر مادون قرمز

پیرومتر نوری بر اساس تابش نور مرئی عمل می‌کند و از میزان شدت نور ساطع‌شده برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند. این ابزار در کاربردهایی که نیازمند دقت بالا در اندازه‌گیری دماهای بسیار بالا هست، مانند کوره‌های صنعتی و فرآیندهای ذوب فلزات، بسیار مفید می‌باشند. این نوع پیرومتر برای اندازه‌گیری دماهای بالای 700 درجه سانتی‌گراد مناسب است. با این حال، بعلت نیاز به دید مستقیم از جسم موردنظر، در شرایطی که محیط دارای گردوغبار یا دود است، محدودیت‌هایی دارد.

پیرومتر مادون قرمز از تابش مادون قرمز اجسام برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند. پیرومتر مادون قرمز بخاطر توانایی کار در محیط‌های بسته، خطرناک یا دارای دمای بسیار بالا، انتخابی محبوب در بسیاری از صنایع است. مزیت اصلی این ابزار، سرعت بالای اندازه‌گیری و امکان استفاده در فواصل دور از جسم موردنظر است. بهمین دلیل، در صنایع فلزات، شیشه‌سازی و فرآیندهای حرارتی استفاده گسترده‌ای دارد.

ترمومتر چیست؟

ترمومتر (Thermometer) یک ابزار اندازه‌گیری است که برای تعیین دما استفاده می‌شود. این ابزار می‌تواند دمای اجسام، محیط یا سیالات را اندازه‌گیری کرده و نتایج را به صورت عددی یا بصری نمایش دهد. ترمومترها در انواع مختلفی طراحی شده‌اند که هرکدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند، از تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی گرفته تا سیستم‌های صنعتی.

ترمومتر چیست؟ (راهنمای جامع اندازه‌گیری دما: ترموکوپل، ترمیستور، پیرومتر، ترمومتر و RTD)

ترمومترها بر اساس اصول فیزیکی مختلف مانند انبساط مواد، تغییرات مقاومت الکتریکی، یا تابش حرارتی عمل می‌کنند. بسته به فناوری استفاده‌شده، ترمومترها دقت، سرعت و گستره دمایی متفاوتی دارند.

انواع رایج ترمومتر

  • ترمومتر جیوه‌ای
  • ترمومتر دیجیتال
  • ترمومتر مادون قرمز
  • ترمومتر گازی
  • ترمومتر بی‌متالیک

مشخصات فنی ترمومترها

ترمومتر جیوه‌ای یکی از قدیمی‌ترین انواع ترمومترها است که از انبساط حرارتی جیوه در یک لوله شیشه‌ای برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند. هنگامی که دما افزایش می‌یابد، جیوه در لوله بالا می‌رود و دما را نشان می‌دهد. این ترمومترها دارای دقت بالا و عملکرد ساده هستند و برای کاربردهایی مانند اندازه‌گیری دمای بدن یا محیط بسیار ایده‌ال هستند. با این حال، از لحاظ سمی بودن جیوه و خطرات زیست‌محیطی، استفاده از آن‌ها در بسیاری از کشورها محدود شده است.

ترمومتر دیجیتال از حسگرهای الکترونیکی برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند و نتایج را بصورت عددی روی نمایشگر نشان می‌دهد. این ترمومترها دارای دقت بالا، سرعت پاسخ‌دهی سریع و ایمنی بیشتر نسبت به مدل‌های سنتی بوده و در پزشکی و مصارف خانگی پرکاربرد هستند. همچنین، قابلیت استفاده در گستره دمایی متنوع و طراحی قابل حمل، آن‌ها را به انتخابی مناسب برای کاربران مختلف تبدیل کرده است.

ترمومتر مادون قرمز که بعنوان ترمومتر غیرتماسی نیز شناخته می‌شود، با استفاده از تابش حرارتی اجسام، دما را اندازه‌گیری می‌کند. این نوع ترمومتر برای اندازه‌گیری دما در شرایطی که تماس مستقیم ممکن نیست، مانند دمای کوره‌ها، ماشین‌آلات صنعتی یا بدن انسان در دوران همه‌گیری، بسیار مناسب است. سرعت بالا و قابلیت اندازه‌گیری از فاصله دور از ویژگی‌های برجسته این ابزار است.

ترمومترهای گازی از تغییرات فشار گاز در یک محفظه بسته برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند. این ابزارها در کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی، جایی که دقت و پایداری طولانی‌مدت موردنیاز است، رایج هستند. یکی از ویژگی‌های برجسته این نوع ترمومترها، توانایی اندازه‌گیری دما در گستره‌های دمایی بسیار بالا یا بسیار پایین است.

ترمومتر بی‌متالیک از دو نوار فلزی با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است که با تغییر دما، خم می‌شوند و مقدار دما را نشان می‌دهند. این نوع نیز دارای ساختار ساده و دوام بالا بوده و معمولاً در کاربردهای صنعتی مانند اندازه‌گیری دمای سیستم‌های تهویه یا دیگ‌های بخار استفاده می‌شود. علاوه بر این، طراحی مکانیکی آن باعث شده تا نیازی به منبع تغذیه نداشته باشد.

چالش‌ها و محدودیت‌های اندازه‌گیری دما

اندازه‌گیری دقیق دما می‌تواند با چالش‌هایی مانند تغییرات محیطی، خطاهای سیستماتیک و محدودیت‌های فیزیکی ابزارها روبرو باشد. مثلا، ترموکوپل‌ها در مواردی تحت تأثیر نویز الکتریکی قرار می‌گیرند یا پیرومترها در شرایطی که گردوغبار یا دود وجود دارد، دقت کافی ندارد.

یکی دیگر از چالش‌های اصلی، انتخاب ابزار مناسب برای کاربردهای خاص است. هر ابزار دارای مزایا و محدودیت‌هایی است که باید با نیازهای کاربردی و شرایط محیطی انطباق داشته باشد. کالیبراسیون ابزارها و استفاده از تجهیزات مناسب برای محیط‌های خاص می‌تواند بسیاری از این چالش‌ها را کاهش دهد.

روش‌های انتخاب ابزار مناسب برای اندازه‌گیری دما

انتخاب ابزار اندازه‌گیری دما بستگی به عوامل متعددی مانند گستره دمایی موردنیاز، شرایط محیطی، دقت موردنظر و هزینه اولیه دارد.

  • برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری دماهای بالا وجود دارد، مانند کوره‌های صنعتی، ترموکوپل‌های نوع K یا پیرومترها انتخاب مناسبی هستند.
  • در فرآیندهایی که دقت بالا و پایداری در طول زمان موردنیاز است، مانند صنایع داروسازی، RTDهای پلاتینی توصیه می‌شوند.
  • برای کاربردهای حساس و دقیق در دماهای پایین یا متوسط، ترمیستورهای NTC یا RTDهای مسی می‌توانند مفید باشند.
  • همچنین، بررسی مداوم عملکرد ابزارها و اطمینان از کالیبراسیون صحیح آن‌ها برای حفظ دقت اندازه‌گیری بسیار مهم است.
جدول مقایسه‌ای ابزارهای اندازه‌گیری دما
ابزار محدوده دمایی (°C) دقت زمان پاسخ‌دهی کاربردهای اصلی
RTD 200- تا 850+ ±0.05 تا ±0.1 درجه متوسط (1 تا 10 ثانیه) پتروشیمی، داروسازی، آزمایشگاه‌ها
ترمیستور 100- تا 300+ ±0.1 تا ±1 درجه بسیار سریع (میلی‌ثانیه‌ها) تجهیزات پزشکی، الکترونیکی، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی
ترموکوپل 200- تا 1700+ ±1 تا ±5 درجه سریع (کمتر از 1 ثانیه) کوره‌ها، فرآیندهای صنعتی، تجهیزات شیمیایی
پیرومتر 0 تا 3000+ ±2 تا ±5 درجه بسیار سریع (کمتر از 1 ثانیه) کوره‌ها، تجهیزات در حال حرکت، فرآیندهای حرارتی
ترمومتر 50- تا 300+ ±0.5 تا ±1 درجه متوسط (1 تا 5 ثانیه) پزشکی، آزمایشگاهی، مصارف خانگی

خلاصه مقاله

اندازه‌گیری دما یکی از مهم‌ترین فرآیندها در صنایع مختلف است که تأثیر مستقیمی بر کیفیت، ایمنی و بهره‌وری بالای فرآیندها دارد.

ترموکوپل‌ها به دلیل ساختار ساده و گستره دمایی وسیع، در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. ترمیستورها نیز با دقت بالا و پاسخ سریع، برای کاربردهای پزشکی و الکترونیکی ایده‌آل هستند. RTDها بعلت پایداری و دقت بی‌نظیر، در صنایع حساس کاربرد دارند و پیرومترها به دلایل مختلف مانند: سرعت بالا و امکان اندازه‌گیری غیرتماسی، در فرآیندهای حرارتی و محیط‌های صنعتی بکار می‌روند.

ترمومترها ابزارهایی برای اندازه‌گیری دما هستند که در انواع مختلف مانند جیوه‌ای، دیجیتال، مادون قرمز، گازی و بی‌متالیک طراحی شده‌اند. هر نوع ترمومتر بر اساس فناوری خاص خود، دقت، سرعت و کاربردهای متفاوتی ارائه می‌دهد. انتخاب ابزار مناسب باید بر اساس نیازهای خاص هر کاربرد انجام شود. در این مقاله از آداک فرآیند سپهر تلاش کردیم تا با ارائه اطلاعات جامع و کاربردی، شما را در انتخاب بهترین ابزار اندازه‌گیری دما یاری کنیم.

درباره داود شیرینی

داود شیرینی متولد 61، متخصص و واردکننده ابزاردقیق از سال 86، فارغ التحصیل رشته الکترونیک و کنترل ابزاردقیق، زمینه تخصصی دتکتور های گازی و انواع سطح سنج

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *