ترموکوپل یکی از وسایلی است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. به دلیل ساخت ساده و استفاده آسان، بیشتر در صنعت استفاده می شود. ترموکوپل از اتصال انتهای دو سیم فلزی مختلف ساخته می شود. ترموکوپل با نام های بسیار دیگری نیز شناخته می شود.
ترموکوپل روی اثر Seebeck کار می کند. اثر Seebeck در سال 1821 توسط دانشمند آلمانی توماس یوهان Seebeck کشف شد .
هنگامی که دو محل اتصال دو سیم فلزی مختلف در دماهای مختلف نگه داشته می شوند، جریان از سیم شروع به عبور می کند. این اثر Seebeck نامیده می شود. و نیروی الکتروموتور تولید شده در مدار را نیروی الکتروموتور حرارتی می نامند.
اصل:
به گفته آنها، وقتی دو سیم فلزی به هم متصل می شوند، یکی گرم و دیگری خنک می شود، سپس نیروی الکترواستاتیکی بین آنها ایجاد می شود که متناسب با اختلاف دما است. که در گالوانومتر اندازه گیری می شود. نیروی الکتروموتور تولید شده بسیار کوچک است که بر حسب میلی ولت است. 
جدول استاندارد برای اندازه گیری دما با mV استفاده می شود. از آنجایی که ترموکوپل از ترکیب انواع مختلف سیم ها ساخته می شود، ولتاژ تولید شده توسط آنها نیز متفاوت است. بنابراین ترکیبات خاصی از فلزات مختلف بر اساس نوع ترموکوپل تقسیم شده و برای هر یک جدول استاندارد ساخته شده است. که با آن می توان دما را تعیین کرد.
ترموکوپل بیشتر برای اندازه گیری دما در صنعت استفاده می شود زیرا ارزان، آسان برای استفاده، قابل اطمینان تر، محدوده دمایی بیشتر است. انواع مختلفی از ترموکوپل ها در صنعت موجود است. تشخیص آن بسیار مهم است.
برای شناسایی آنها باید انواع آنها را شناخت.
انواع ترموکوپل
انواع مختلفی از ترموکوپل با توجه به متالورژی سیم در صنعت ابزار وجود دارد که در زیر آورده شده است.
ترموکوپل نوع K
ترموکوپل نوع K مفیدترین نوع ترموکوپل است و وسیع ترین محدوده اندازه گیری را دارد.
سیم مثبت ترموکوپل نوع K به رنگ زرد است و ماده ای غیر مغناطیسی است. سیم منفی قرمز رنگ و ماده مغناطیسی است.
سیم زرد یک ترموکوپل نوع K تقریباً از 90٪ نیکل و 10٪ کروم تشکیل شده است. سیم قرمز تقریباً از 95٪ نیکل، 2٪ آلومینیوم، 2٪ منگنز و 1٪ سیلیکون تشکیل شده است.
K-Type دارای محدوده دمایی -200 درجه سانتیگراد تا +1260 درجه سانتیگراد (328- تا +2300 درجه فارنهایت) است. ارزان است و به طور گسترده در کاربردهای عمومی استفاده می شود که در آن حساسیت دمایی حدود 41μV/C مورد نیاز است.
دقت نوع ترموکوپل نوع K ± 2.2C٪ (0.75٪) است. دقت ترموکوپل به تغییر آلیاژها نیز بستگی دارد. ترموکوپل های نوع K در محیط اکسید کننده تمیز بهترین عملکرد را دارند. استفاده از آن برای شرایط نیمه اکسید کننده در خلاء توصیه نمی شود.
ترموکوپل نوع T
این نوع ترموکوپل برای اندازه گیری دماهای پایین مناسب است. سیم مثبت از مس و سیم منفی از کانستانتان (45% نیکل و 55% مس) ساخته شده است.
حساسیت ترموکوپل 43 µV/°C است. این ترموکوپل برای کار در محیط اکسید کننده مناسب است. محدوده دمایی این ترموکوپل بین 200- تا 350 درجه سانتی گراد می باشد.
ترموکوپل نوع J
این نوع ترموکوپل ارزان قیمت و پرکاربردترین ترموکوپل است. سیم مثبت از آهن و سیم منفی از کانستانتان (45% نیکل و 55% مس) ساخته شده است. رنگ سیم مثبت سفید و ترمینال منفی قرمز است. و کل کت به رنگ مشکی است.
ترموکوپل J-Type دارای محدوده دمایی 0˚C تا 760˚C است. این نوع ترموکوپل دارای محدوده دمایی کمتر و طول عمر کمتری نسبت به ترموکوپل نوع K است. اما این نوع ترموکوپل برای محیط های اکسید کننده مناسب است.
این نوع ترموکوپل دارای دقت ± 2.2˚C (0.75٪) است. این نوع ترموکوپل برای کاربردهای دمای پایین توصیه نمی شود. و حساسیت این نوع ترموکوپل حدود 50μV/˚C است.
ترموکوپل نوع E
این نوع ترموکوپل دارای دقت بالاتر و سیگنال قوی تری نسبت به ترموکوپل K و J در محدوده دمایی متوسط است. این یک نوع ترموکوپل پایدارتر از ترموکوپل نوع K است. ترموکوپل نوع E بالاترین EMF را در هر درجه نسبت به سایر انواع ترموکوپل تولید می کند.
سیم مثبت از نیکل کروم (90٪ نیکل و 10٪ کروم) و یک ثابت انتهایی منفی (95٪ نیکل، 2٪ آلومینیوم، 2٪ منگنز و 1٪ سیلیکون) تشکیل شده است. رنگ سیم مثبت بنفش و سیم منفی قرمز است.
محدوده دمایی این نوع ترموکوپل بین 270- تا 740 درجه سانتی گراد می باشد. و دقت استاندارد ± 1.7˚C٪ است.
این نوع ترموکوپل برای دقت بالا و پاسخ سریع استفاده می شود. برای کاربردهای خلاء یا کم اکسیژن و محیط های گوگردی استفاده نمی شود. هزینه ترموکوپل نوع E بیشتر از ترموکوپل نوع J و K است.
ترموکوپل نوع N
ترموکوپل نوع N توسط سازمان علوم و فناوری دفاعی استرالیا (DSTO) ساخته شده است. طراحی شده توسط Burley. ترموکوپل نوع N دارای دقت و محدوده دمایی مشابه ترموکوپل نوع K است.
محدوده دمایی ترموکوپل نوع N بین 270- تا 1300 درجه سانتی گراد است. حساسیت کمی کمتر از ترموکوپل نوع K است و 39μV/˚C است.
ترموکوپل نوع N از نیکروسیل و نیسیل ساخته شده است. جایی که نیکروسیل مخلوطی از نیکل، کروم و سیلیکون است.
این ترموکوپل بهترین جایگزین برای ترموکوپل K-Type برای شرایط کم اکسیژن است. این نوع ترموکوپل برای استفاده در خلاء، اتمسفر اکسید کننده، اتمسفر بی اثر یا اتمسفر خشک مناسب است.
ترموکوپل نوع S
ترموکوپل نوع S برای کاربردهای دمای بالا استفاده می شود. به دلیل دقت و پایداری بالا، گاهی اوقات برای دمای پایین نیز استفاده می شود.
ترموکوپل نوع S دارای محدوده دمایی 50- تا 1768 درجه سانتیگراد است. سیم مثبت از 90% پلاتین، 10% رودیوم و سیم منفی از پلاتین ساخته شده است.
به طور معمول، این نوع ترموکوپل در کاربردهایی مانند صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی که دمای بالا باید با دقت بالایی اندازه گیری شود، استفاده می شود.
ترموکوپل نوع R
ترموکوپل R-Type نیز از پلاتین و رودیوم ساخته شده است. اما محدوده خروجی و پایداری ترموکوپل R-Type کمی بیشتر از ترموکوپل نوع S است.
ترموکوپل سیم مثبت PF Type R-Type از 87% پلاتین و 13% رودیوم تشکیل شده است. و سیم منفی از پلاتین ساخته شده است. محدوده دمایی این ترموکوپل بین 50- تا 1768 درجه سانتی گراد می باشد.
ترموکوپل نوع B
ترموکوپل های نوع B نیز از ترکیب پلاتین و رودیوم ساخته می شوند. سرب مثبت ترموکوپل از 70% پلاتین و 30% رودیوم ساخته شده است. و سرب منفی از 94% پلاتین و 6% رودیم تشکیل شده است.
ترموکوپل B-Type برای اندازه گیری دما تا 1820 درجه سانتی گراد استفاده می شود. اما خروجی این ترموکوپل در مقایسه با ترموکوپل نوع R و S کمتر است.
کابل گسترش ترموکوپل
از یک کابل برای نشان دادن سیگنال ترموکوپل به اتاق کنترل از راه دور استفاده می شود. کابل های استفاده شده در ترموکوپل به صورت جداگانه برای هر ترموکوپل آمده و کد رنگ آنها ثابت می شود. کد رنگ آنها از استاندارد به استاندارد متفاوت است.
برای استفاده از ترموکوپل لازم است که نوع ترموکوپل از همان نوع کابل ترموکوپل باشد. برای مثال برای ترموکوپل نوع K استفاده از کابل نوع K ضروری است.
