چه چیزی ترمکوپل است
دماجور چیست؟
تعریف دماجور
دماجور یک دستگاه است که تفاوت‌های دمایی را به ولتاژ الکتریکی تبدیل می‌کند، بر اساس اصل اثر ترموالکتریک. این نوع سنسور می‌تواند دمای یک نقطه یا مکان خاص را اندازه‌گیری کند. دماجوها به دلیل سادگی، تحمل، هزینه پایین و محدوده دمایی گسترده در کاربردهای صنعتی، خانگی، تجاری و علمی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اثر ترموالکتریک
اثر ترموالکتریک پدیده تولید ولتاژ الکتریکی به دلیل تفاوت دمایی بین دو فلز یا آلیاژ فلزی متفاوت است. این اثر در سال ۱۸۲۱ توسط فیزیکدان آلمانی توماس زیبک کشف شد که مشاهده کرد که یک میدان مغناطیسی حول حلقه بسته دو فلز متفاوت ایجاد می‌شود وقتی یک جونکشن گرم شده و دیگری سرد شده است.
اثر ترموالکتریک می‌تواند با حرکت الکترون‌های آزاد در فلزات توضیح داده شود. وقتی یک جونکشن گرم شده، الکترون‌ها انرژی جنبشی کسب می‌کنند و به سمت جونکشن سردتر حرکت می‌کنند. این یک اختلاف پتانسیل بین دو جونکشن ایجاد می‌کند که می‌تواند با ولتمتر یا آمپرمتر اندازه‌گیری شود. مقدار ولتاژ به نوع فلزات استفاده شده و تفاوت دمایی بین جونکشن‌ها بستگی دارد.
کارکرد دماجور
دماجور شامل دو سیم از فلزات یا آلیاژهای فلزی متفاوت است که در هر دو انتهای آنها به هم متصل شده‌اند تا دو جونکشن تشکیل دهند. یک جونکشن به نام جونکشن گرم یا اندازه‌گیری، در محلی که دمای آن اندازه‌گیری می‌شود قرار داده می‌شود. جونکشن دیگر به نام جونکشن سرد یا مرجع، در دمای ثابت و شناخته شده نگهداری می‌شود، معمولاً در دمای محیط یا در یک لجن یخی.
وقتی تفاوت دمایی بین دو جونکشن وجود دارد، یک ولتاژ الکتریکی در مدار دماجور به دلیل اثر ترموالکتریک ایجاد می‌شود. این ولتاژ می‌تواند با ولتمتر یا آمپرمتر متصل به مدار اندازه‌گیری شود. با استفاده از جدول کالیبراسیون یا فرمولی که ولتاژ را با دما برای نوع خاصی از دماجور مرتبط می‌کند، دمای جونکشن گرم محاسبه می‌شود.
نوع‌های دماجور
نوع‌های مختلفی مانند K، J، T و E با ترکیبات فلزی، محدوده دمایی و کاربردهای خاص متفاوت هستند.
مزایا
می‌توانند محدوده گسترده‌ای از دما را از دمای کریوژنیک تا دمای بسیار بالا اندازه‌گیری کنند.
آنها دستگاه‌های ساده، مقاوم و قابل اعتمادی هستند که می‌توانند در محیط‌های سخت و لرزشی تحمل کنند.
آنها ارزان قیمت و راحت برای نصب و تعویض هستند.
آنها زمان پاسخ سریعی دارند و می‌توانند تغییرات دمایی دینامیکی را اندازه‌گیری کنند.
آنها نیازی به تقویت یا تغذیه خارجی برای عملکرد ندارند.
معایب
آنها دقت و پایداری کمتری نسبت به سنسورهای دیگر دارند.
آنها به خطاها عرضه هستند به دلیل خوردگی، اکسیداسیون، آلودگی یا پیری سیم‌ها.
آنها نیاز به جونکشن مرجع در دمای شناخته شده برای اندازه‌گیری دقیق دارند.
آنها خروجی غیرخطی دارند که نیازمند کالیبراسیون یا جبران پیچیده است.
آنها ممکن است ولتاژهای ترموالکتریک ناخواسته را به دلیل جونکشن‌های فرعی در مدار تولید کنند.
معیارهای انتخاب
بر اساس محدوده دمایی، دقت، سازگاری با محیط، اندازه، مشخصات الکتریکی و هزینه انتخاب کنید.
کاربردهای رایج
صنایع فولاد و آهن
وسایل گازی
سنسورهای تشعشع ترموفیل
تولید
تولید انرژی
ساختمان‌های فرآیندی
دماجور به عنوان گیج فراغ
نتیجه‌گیری
دماجوها سنسورهای دمایی گسترده استفاده شده‌ای هستند که شامل دو نوع فلز متفاوتی هستند که در یک انتهای آنها به هم متصل شده‌اند. وقتی جونکشن دو فلز گرم یا سرد شود، یک ولتاژ ایجاد می‌شود که می‌تواند با دما مرتبط شود.
دماجوها مزایا و معایب بسیاری نسبت به سنسورهای دمایی دیگر دارند. آنها می‌توانند محدوده گسترده‌ای از دما را از دمای کریوژنیک تا دمای بسیار بالا اندازه‌گیری کنند. آنها دستگاه‌های ساده، مقاوم و قابل اعتمادی هستند که می‌توانند در محیط‌های سخت و لرزشی تحمل کنند. آنها ارزان قیمت و راحت برای نصب و تعویض هستند. آنها زمان پاسخ سریعی دارند و می‌توانند تغییرات دمایی دینامیکی را اندازه‌گیری کنند. با این حال، آنها دقت و پایداری کمتری نسبت به سنسورهای دیگر دارند. آنها به خطاها عرضه هستند به دلیل خوردگی، اکسیداسیون، آلودگی یا پیری سیم‌ها. آنها نیاز به جونکشن مرجع در دمای شناخته شده برای اندازه‌گیری دقیق دارند. آنها خروجی غیرخطی دارند که نیازمند کالیبراسیون یا جبران پیچیده است.
برای انتخاب دماجور صحیح، محدوده دمایی و دقت مورد نیاز، سازگاری شیمیایی و تحمل سیم‌ها، اندازه و شکل سوند، مشخصات الکتریکی و مقاومت در برابر نویز، و در دسترس بودن و هزینه نوع و لوازم جانبی را در نظر بگیرید.
دماجوها در محدوده گسترده‌ای از کاربردها در صنایع و دامنه‌های مختلف استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای رایج دماجوها عبارتند از صنایع فولاد و آهن، وسایل گازی، سنسورهای تشعشع ترموفیل، تولید، تولید انرژی، ساختمان‌های فرآیندی و دماجور به عنوان گیج فراغ.
