What Is a Type K Thermocouple? Working Principle, Range, Accuracy Guide

ترموکوپل نوع K چیست؟

در یک مغازه عملیات حرارتی، یک خط فرآوری مواد غذایی یا یک واحد پتروشیمی قدم بزنید و ترموکوپل های نوع K را در اکثر حلقه های دما پیدا خواهید کرد. آنها به سنسور دمای صنعتی پیش فرض تبدیل شده اند زیرا محدوده وسیع، هزینه کم و پایداری قابل اعتماد را در اتمسفرهای اکسید کننده ترکیب می کنند. ترموکوپل نوع K یک سنسور دما است که از دو سیم آلیاژی مبتنی بر نیکل ساخته شده است: کروم (نیکل-کروم) در پایه مثبت و آلومل (نیکل-آلومینیوم) در پایه منفی. هنگامی که محل اتصال اندازه‌گیری گرم می‌شود، اثر Seebeck یک ولتاژ DC کوچک تولید می‌کند که یک ابزار متصل به اندازه‌گیری دما تبدیل می‌کند.

سنسورهای نوع K تقریباً پوشش می دهند -200 درجه سانتیگراد تا 1260 درجه سانتیگراد که برای اکثر کوره ها، سیستم های هوای گرم، نظارت بر اگزوز، کوره های عملیات حرارتی و لوله کشی فرآیند کافی است. آنها همچنین از نظر مکانیکی انعطاف پذیر هستند: همان عنصر اصلی را می توان در یک کاوشگر سوزنی نازک، یک کابل عایق شده با مواد معدنی، یک پروب صنعتی فولاد ضد زنگ، یک حسگر سطحی وصله، یا یک مجموعه کوره سنگین تعبیه کرد. این تطبیق پذیری توضیح می دهد که چرا مهندسان اغلب قبل از سایر ترموکوپل های تعیین شده با حروف، به سراغ نوع K می روند.

• حساسیت خروجی: تقریباً 41 میکروولت بر درجه سانتیگراد در سراسر محدوده کاری
• استانداردهای رایج: IEC 60584، ANSI/ASTM E230
• در سبک های اتصال زمینی، غیرزمینی و اکسپوز موجود است
• انتخاب گسترده ای از مواد غلاف، قطر، و اتصالات نصب

اگر برای یک ماشین یا فرآیند خاص به پروب نیاز دارید، طیف وسیعی از سنسورهای دمای صنعتی در این سایت نشان می دهد که چگونه عنصر نوع K یکسان را می توان برای محیط های عملیاتی مختلف بسته بندی کرد.

ترموکوپل نوع K چگونه کار می کند

دو سیم فلزی غیرمشابه در انتهای اندازه گیری به هم متصل می شوند. محل اتصال اندازه گیری در دمای فرآیند قرار می گیرد، در حالی که انتهای دیگر به یک ابزار اندازه گیری در دمای شناخته شده یا جبران شده متصل می شود. اختلاف دما بین دو اتصال، یک ولتاژ DC کوچک ایجاد می کند. برای نوع K خروجی تقریباً 41 میکروولت بر درجه سانتیگراد است. ابزار جبران اتصال سرد را برای حذف اثر انتهای مرجع اعمال می کند، سپس دمای فرآیند محاسبه شده را نمایش می دهد.

این اصل برای همه انواع ترموکوپل یکسان است، اما ترکیب آلیاژ خروجی الکتریکی و محدودیت های دما را منحصر به نوع K تعریف می کند.

سبک های اتصال و پاسخ

محل اتصال در نوک اندازه گیری می تواند به سه روش ساخته شود و این انتخاب بر زمان پاسخ، استحکام مکانیکی و ایمنی در برابر نویز الکتریکی تأثیر می گذارد.

در عمل، اکثر سنسورهای صنعتی نوع K از اتصال زمینی یا زمینی استفاده می کنند، زیرا سبک نوردهی فاقد حفاظت مکانیکی است.

محدوده دما، دقت و تحمل

نوع K به عنوان یک ترموکوپل پایه فلزی طبقه بندی می شود. در هوا، یک ساختار استاندارد را می توان به طور مداوم تا حدود استفاده کرد 1100 درجه سانتی گراد ; دمای بالاتر اکسیداسیون پایه نیکل-کروم را تسریع می کند. گشت های کوتاه به 1260 درجه سانتی گراد امکان پذیر است و سیم های با قطر بزرگتر حد بالایی را بهتر از سیم های نازک تحمل می کنند. در انتهای پایین، حد عملی حدود -200 درجه سانتیگراد است، جایی که سیگنال کوچک می شود و بودجه خطا کاهش می یابد.

نحوه کار کلاس های تحمل

"یا" در بیانیه تحمل مهم است. برای سنسور کلاس 1 در دمای 500 درجه سانتیگراد، 0.4٪ از 500 درجه سانتیگراد 2.0 درجه سانتیگراد است، بنابراین خطای مجاز ± 2.0 درجه سانتیگراد است، نه ±1.5 درجه سانتیگراد. در 100 درجه سانتیگراد، مقدار ثابت 1.5 درجه سانتیگراد حاکم است. همیشه مقدار ثابت را با مقدار درصد مقایسه کنید و مقدار بزرگتر را بگیرید.

چه چیزی بر دقت دنیای واقعی تأثیر می گذارد

فراتر از کلاس حسگر، دقت به تعامل مواد غلاف، عمق غوطه وری، هدایت گرما در امتداد پروب، کیفیت سیم پسوند و کالیبراسیون ابزار متصل به آن بستگی دارد. یک سنسور کلاس 1 که به درستی نصب شده باشد معمولاً از سنسور کلاس 2 که ضعیف نصب شده است عملکرد بهتری دارد، تنها در صورتی که نصب اجازه دهد نقطه اتصال به دمای فرآیند واقعی برسد.

طرح های رایج ترموکوپل نوع K

از آنجایی که محدوده دما و هزینه، نوع K را بسیار متنوع کرده است، سازندگان ده‌ها پیکربندی مکانیکی را برای صنایع مختلف ارائه می‌دهند.

پروب های غلاف دار و عایق شده با مواد معدنی

برای کوره ها، خطوط اگزوز و فرآیندهای با دمای بالا، عنصر نوع K در اکسید منیزیم بسته بندی شده و در یک غلاف فولادی ضد زنگ یا Inconel محصور شده است. این ساختار سیم ها را از رطوبت، فشار و آسیب مکانیکی محافظت می کند و در عین حال به پروب اجازه می دهد تا برای فضاهای محدود خم شود. برای درب کوره و تماس آلومینیومی، یک ترموکوپل صنعتی مقاوم در برابر سایش نوع L نوع K ضخامت فلز اضافی را در خم و نوک اضافه می کند که به طور قابل توجهی عمر مفید را در محیط های ساینده افزایش می دهد.

عمده فروشی ترموکوپل نوع K برای ترموکوپل صنعتی مقاوم در برابر سایش نوع L Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. یک ترموکوپل نوع K عمده فروشی چین برای کوره ترموکوپل L-نوع مقاوم در برابر سایش صنعتی است. مشاهده محصول →

سنسورهای دمای سطح

اندازه گیری دمای یک سطح صاف دو مشکل ایجاد می کند: سنسور باید تماس حرارتی محکمی برقرار کند و نباید گرما را از سطح دور کند. الف ترموکوپل خود چسب سطحی نوع K هر دو را با اتصال اتصال اندازه گیری مستقیم به جسم حل می کند. این یک گزینه عملی برای لوله ها، صفحات، قالب ها و تجهیزات الکتریکی است که در آن حفاری یا جوشکاری مجاز نیست.

فروش عمده ترموکوپل سطحی با دقت بالا خود چسب نوع K برای تم Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. یک ترموکوپل چسبنده سطحی با دقت بالا از نوع K-Type برای دمای من در چین است. مشاهده محصول →

کاوشگرهای سوزنی و پاسخ سریع

پروب های سوزنی نازک زمانی استفاده می شوند که حسگر باید جرم کوچک، محصول نرم یا نقطه ای را در داخل یک فرآیند متحرک اندازه گیری کند، بدون اینکه مواد زیادی را از بین ببرد. قطر کوچک آنها پاسخ حرارتی سریعی می دهد، اما همچنین حداکثر دمای سرویس را محدود می کند و پروب را شکننده تر از نوع روکش دار می کند.

جایی که از ترموکوپل های نوع K استفاده می شود

نوع K انتخاب پیش‌فرض در اکثر صنایع حساس به دما است، زیرا هزینه آلیاژ پایه پایین است و محدوده شرایط رایج فرآیند را پوشش می‌دهد. کاربردهای معمولی عبارتند از:

• کارخانه های پتروشیمی و شیمیایی - دمای پوست لوله، دیواره های راکتور، مخازن ذخیره سازی.
• کوره ها، کوره ها و عملیات حرارتی - نظارت بر محفظه و بار تا 1100 درجه سانتیگراد.
• گاز طبیعی و سیستم های برق - دمای گاز خروجی، نظارت مشعل، اندازه گیری ورودی توربین.
• ماشین آلات مواد غذایی - دمای هسته محصول، اجاق ها، سرخ کن ها و خطوط استریلیزاسیون.
• ابزارهای تحلیلی - پروب های فشرده در داخل تجهیزات آزمایشگاهی و بخاری های نمونه.

می توانید اطلاعات بیشتری در مورد پیدا کنید مروری بر کاربردهای صنعتی در این سایت

مثال پردازش مواد غذایی

در تولید مواد غذایی، سنسور باید به اندازه کافی باریک باشد تا بتواند بدون آسیب به محصول نفوذ کند، برای تمیز کردن مکرر به اندازه کافی قوی باشد و به اندازه کافی سریع باشد که تغییرات دما را در طول پخت و پز یا خنک کردن دنبال کند. الف ترموکوپل سوزنی شکل از نوع K که برای اندازه گیری دما برای پردازش مواد غذایی قابل استفاده است یک راه حل رایج در این بخش است.

ترموکوپل سوزنی شکل عمده فروشی (قابل استفاده برای اندازه گیری دما Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. یک ترموکوپل سوزنی شکل عمده فروشی در چین است (قابل استفاده برای اندازه گیری دما برای مواد غذایی ... مشاهده محصول →

فراتر از پروب های جداگانه، ترموکوپل باید با یک کنترل کننده یا فرستنده کار کند. را نقش سنسورهای دمای صنعتی در سیستم های کنترل دما توضیح می دهد که چگونه سیگنال حسگر به بخشی از یک حلقه کنترل بسته تبدیل می شود و چرا قرار دادن سنسور و تنظیم سیگنال به اندازه خود پروب اهمیت دارد.

نحوه انتخاب ترموکوپل نوع K مناسب

با شرایط فرآیند شروع کنید، نه کاتالوگ. حداکثر دمای مداوم، جو، بار مکانیکی و فضای موجود برای نصب را تعریف کنید. سپس با استفاده از این مراحل طرح را باریک کنید:

1. اطمینان حاصل کنید که دمای اندازه گیری شده در محدوده ایمن پیوسته نوع K باقی می ماند.
2. سبک اتصال را انتخاب کنید: بدون زمین برای مناطق پر سر و صدا، زمین برای پاسخ سریع تر، تنها در مکان های غیر خورنده و بدون فشار در معرض قرار دارد.
3. یک ماده غلاف سازگار با جو فرآیند و دمای آن انتخاب کنید.
4. قطر پروب، طول و رزوه نصب، فلنج یا اتصالات فشاری را تعریف کنید.
5. یک کلاس دقت انتخاب کنید و بررسی کنید که آیا تحمل فرآیند با کلاس 1 یا 2 سازگار است.
6. سیم کشش را مشخص کنید: از کابل جبران کننده نوع K صحیح استفاده کنید و اتصال را از رطوبت و گرما دور نگه دارید.

در صورت شک، دمای عملیات، دمای غلاف، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و شرایط مکانیکی را در اختیار تامین کننده قرار دهید. سپس تولیدکنندگانی مانند کارخانه ما می‌توانند یک مجموعه استاندارد نوع K را توصیه کنند یا یک پروب سفارشی با قطر، طول پروب، مواد و سر اتصال مناسب بسازند.

تست و عیب یابی ترموکوپل های نوع K

بیشتر مشکلات میدانی با یک بازرسی ساده قبل از انجام هرگونه کار کالیبراسیون پیدا می شوند.

1. بازرسی بصری - ترک خوردگی یا تغییر شکل غلاف، تغییر رنگ، اتصالات شل و عایق آسیب دیده را بررسی کنید.
2. تست تداوم – ابزار را جدا کرده و دو سیم را با مولتی متر اندازه بگیرید. یک پروب نوع K سالم مقدار مقاومت پایینی را نشان می دهد. مدار باز به معنای سیم شکسته است.
3. چک حمام یخ - محل اتصال حسگر را در مخلوطی از یخ خرد شده و آب قرار دهید و خوانش را کنترل کنید. در محدوده تحمل سنسور باید نزدیک به 0 درجه سانتیگراد قرار گیرد.
4. بررسی مقایسه ای - کاوشگر را در کنار یک سنسور مرجع که اخیراً کالیبره شده است در یک منبع دمایی پایدار نصب کنید و قرائت ها را مقایسه کنید.

خطاهای رایج

• رانش - اغلب به دلیل اکسیداسیون، آلودگی یا اکسیداسیون انتخابی کروم در پای مثبت در دمای بالا ایجاد می شود.
• خواندن پر سر و صدا - معمولاً یک مشکل تداخل الکتریکی یا یک اتصال با مقاومت بالا. اتصالات غیر زمینی صدای حلقه زمین را کاهش می دهد.
• بدون خروجی - سیم شکسته، ترمینال شل، یا قطبیت معکوس روی سیم کشش.

تامین کننده مناسب سنسور نوع K خود را انتخاب کنید

ترموکوپل نوع K نقطه شروع مناسب برای اکثر اندازه‌گیری‌های دمای صنعتی است، اما ساختار پروب، مواد و کلاس دقت باید با کاربرد مطابقت داشته باشد تا عملکرد طولانی‌مدت قابل اعتمادی ارائه دهد. مشخصات واضح زمان خرابی را کاهش می دهد، از خریدهای مکرر جلوگیری می کند و نصب و نگهداری سنسور را آسان می کند. چه به یک پروب استاندارد فولاد زنگ نزن، یک مجموعه مقاوم در برابر سایش در درجه کوره یا یک سنسور کوچک برای ماشین آلات مواد غذایی نیاز داشته باشید، بحث در مورد شرایط فرآیند به طور علنی با سازنده به شما کمک می کند تا در اولین سفارش به طراحی مناسب برسید.