یکی از مهمترین لوازم جانبی برای هر عنصر سنجش دما (سنسور های اندازه گیری دما)، یک غلاف فشار قوی است که به ترموول معروف است. این ممکن است به عنوان یک برآمدگی حرارتی رسانا به داخل یک کشتی یا لوله فرایند باشد که به یک وسیله حساس به دما امکان می دهد دمای پردازش را بدون باز کردن سوراخ در رگ یا لوله تشخیص دهد. ترموول برای تاسیساتی که عنصر دما (RTD ، ترموکوپل ، دماسنج و …) باید بدون فشار آوردن به فرآیند قابل تعویض باشد بسیار مهم است. ترموول ها ممکن است از هر ماده ای ساخته شود که رسانا از نظرحرارتی ، فشار محکم باشد و از نظر شیمیایی با فرآیند واکنش پذیر نباشد. بیشتر گرمایهای حرارتی از فلز (استیل ضدزنگ یا آلیاژ دیگر) یا مواد سرامیکی تشکیل می شوند. نمودار ساده ای که یک ترمولاژ در حال استفاده با دستگاه دما را نشان می دهد در اینجا نشان داده شده است:
به طور کلی ، بهتر است یک ترموول را در لوله نصب کنید تا در یک رگ ، زیرا تلاطم بیشتر مایعات در یک لوله باعث انتقال حرارت توسط همرفت می شود و همچنین به تمیز کردن رسوب جامد از سطح ترمولا کمک می کند. اگر سنج دما برای نگهداری یا تعویض برداشته شود ، ترموول یکپارچگی فشار لوله را حفظ می کند (بدون بیرون ریختن مایعات فرآیند و نشت هوا در آن):
عکس های یک ترموول واقعی (از جنس استنلس استیل) در اینجا نشان داده شده است ، عکس سمت چپ که نشان دهنده کل طول ترموول است ، و عکس سمت راست نشانگر انتهایی است که دستگاه سنجش دما در آن قرار دارد:
عکسی از یک مونتاژ کامل RTD (سر اتصال ، RTD و ترمولا) در عکس بعدی نشان داده شده است.
به همان اندازه که ترموول ها مفید هستند. تمام ترمولاژها ، هر چقدر هم که نصب شوند ، باعث می شوند تاخیر زمان مرتبه اول سنسور دما با توجه به جرم و مقدار خاص حرارت آنها افزایش یابد. باید بصری آشکار باشد که چند پوند فلز به همان اندازه مقدار چند اونس RTD یا ترموکوپل گرم نمی شود و خنک می شود و بنابراین اضافه کردن یک ترمولاژ به عنصر سنجش باعث افزایش پاسخگویی در هرگونه سنجش دما می شود. عنصر آنچه چندان واضح نیست این است که چنین تاخیری در صورت شدید بودن ممکن است ثبات کنترل بازخورد را به خطر بیاندازد. یک سیستم کنترلی که یک اندازه گیری درجه حرارت “تأخیر” دریافت می کند ، به دلیل این تاخیر ، دمای زنده این روند را در زمان واقعی مشاهده نمی کند. یک مشکل بالقوه در مورد ترموول ها نصب نادرست عنصر سنجش دما است. این عنصر باید با تماس کامل در انتهای سوراخ کور ترموول درج شود. در صورت وجود هرگونه شکاف هوا بین انتهای عنصر دما و پایین سوراخ ترموول ، این یک تأخیر بار دوم به سیستم اندازه گیری اضافه می کند (توجه داشته باشید). برخی از ترموول ها شامل یک گیره بهاری در پایین سوراخ کور هستند تا به حفظ تماس ثابت فلز به فلز بین عنصر سنجش و دیواره ترمولا کمک کنند.
توجه: شکاف هوا به عنوان یک مقاومت حرارتی عمل می کند در حالی که جرم عنصر خود به عنوان یک خازن حرارتی عمل می کند. بنابراین ، گنجاندن شکاف هوا یک شبکه تأخیر حرارتی “RC زمان ثابت” ثانویه تا تأخیر حرارتی ناشی از ترمولا را تشکیل می دهد. این “دستور” دیگری از تأخیر در سیستم می افزاید ، نه تنها افزایش زمان حرارتی آن. به طور کلی ، چندین دستور تاخیر برای کنترل فرآیند مضر است زیرا باعث تغییر فاز در یک حلقه بازخورد می شود و ممکن است منجر به نوسان شود.
مناسب بودن فرآیند / تجهیز
توجه اصلی برای انتخاب یک عنصر سنجش دمای مناسب برای هر برنامه ، دامنه دمای مورد انتظار است. سنسورهای دمای مکانیکی (بی فلزی) و سیستم پر شده به دمای فرآیند نسبتاً کم محدود هستند و نمی توانند سیگنالهای رله را از نقطه اندازه گیری بسیار دور کنند. ترموکوپل ها تقریباً ناهموارترین و گسترده ترین سنسورهای دمای نوع تماس هستند. دقت در نوع ترموکوپل و کیفیت نصب متفاوت است. RTD ها از ترموکوپل ها شکننده تر هستند ، اما به جبران مرجع احتیاج ندارند و ذاتاً خطی تر هستند. سنسورهای نوری توانایی اندازه گیری دمای مایعات در داخل رگها را ندارند مگر اینکه یک پنجره شفاف برای رهاسازی نور برای رسیدن به سنسور در داخل رگ فراهم شود. در غیر این صورت ، بهترین حسگر نوری می تواند گزارش دمای پوست یک رگ باشد. برای نظارت بر دمای سطح اجسام جامد ، به ویژه اشیاء که تماس با آنها غیر عملی یا حتی خطرناک هستند (به عنوان مثال مقره های برقی در خطوط ولتاژ بالا) ، سنسورهای نوری تنها راه حل مناسب هستند. واکنش شیمیایی نگرانی سنسورهای نوع تماس است. اگر عنصر سنجش در داخل یک ترمولاسیون نگه داشته شود ، آن ترموول باید برای حداقل واکنش با سیال (های) فرآیند انتخاب شود. ترموکوپل های برهنه با توجه به ماهیت اکثر فلزات ترموکوپل (آهن ، نیکل ، مس و غیره) به ویژه در برابر واکنش های شیمیایی آسیب پذیر هستند و برای جلوگیری از مشکلات اطمینان در مرحله بعدی باید با دقت برای شیمی فرایند خاص انتخاب شوند.
