หลักการพื้นฐานและการใช้งานเทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลอุตสาหกรรมที่ใช้กันทั่วไปมีการกำหนดระดับด้วย S、B、K、E、T、J ซึ่งเป็นเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐาน ในจำนวนนี้ เทอร์โมคัปเปิลประเภท K คือ นิกเกิลโครเมียม-นิกเกิลซิลิกอน เป็นเทอร์โมคัปเปิลราคาไม่แพงที่สามารถวัดอุณหภูมิที่สูงได้ เนื่องจากโลหะผสมชนิดนี้มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันในอุณหภูมิสูงได้ดีกว่า จึงเหมาะสำหรับการใช้งานเป็นตัวออกซิไดซ์หรือตัวกลางที่เป็นกลาง นอกจากนี้ ยังสามารถวัดอุณหภูมิที่สูงที่อุณหภูมิ 1,000 องศาได้เป็นเวลานาน และสำหรับช่วงเวลาสั้นๆ ก็สามารถวัดได้ถึง 1,200 องศา อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้เป็นตัวกลางรีดิวซ์ได้ มิฉะนั้น จะสลายตัวอย่างรวดเร็ว ในสถานการณ์นี้ เทอร์โมคัปเปิลสามารถใช้ได้เฉพาะวัดอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 500 องศาเท่านั้นเทอร์โมคัปเปิล มี ราคา ถูกกว่าเทอร์โมคัปเปิลประเภท S มาก และทำซ้ำได้ดี มีความไวสูงเนื่องจากสามารถผลิตศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกได้มาก และมีความเชิงเส้นค่อนข้างดี แม้ว่าความแน่นอนในการวัดจะต่ำกว่าเล็กน้อย แต่ก็สามารถตอบสนองความต้องการในการวัดอุณหภูมิในอุตสาหกรรมได้อย่างสมบูรณ์ จึงเป็นเทอร์โมคัปเปิลที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม

สรุป:

เทอร์โมคัปเปิลในอุตสาหกรรม เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดตัวหนึ่งในการวัดอุณหภูมิในอุตสาหกรรม โดยครองส่วนแบ่งเกือบ 60% ของปริมาณทั้งหมดในการวัดอุณหภูมิในอุตสาหกรรมด้วยตัวต้านทานความร้อนแพลตตินัม เทอร์โมคัปเปิลมักใช้ร่วมกับเครื่องมือแสดงผล ซึ่งสามารถวัดอุณหภูมิพื้นผิวได้ในช่วง -40～1800℃ ของของเหลว ไอ ก๊าซ และของแข็งในกระบวนการผลิตต่างๆ

หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล:
ปลายทั้งสองด้านของตัวนำสองชนิดที่มีลักษณะแตกต่างกัน (เรียกว่าสายเทอร์โมคัปเปิลหรือขั้วเทอร์โมอิเล็กทริก) ประกอบกันเป็นวงจร เมื่ออุณหภูมิของข้อต่อไม่เท่ากัน วงจรจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าผลเทอร์โมอิเล็กทริก และแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เรียกว่าศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก เทอร์โมคัปเปิลใช้หลักการนี้ในการวัดอุณหภูมิ โดยปลายด้านหนึ่งที่สามารถใช้วัดอุณหภูมิของตัวกลางได้โดยตรงคือปลายงาน (เรียกอีกอย่างว่าปลายวัด) ปลายอีกด้านหนึ่งคือปลายเย็น (เรียกอีกอย่างว่าปลายชดเชย) เมื่อปลายเย็นเชื่อมต่อกับเครื่องมือแสดงผลหรือเครื่องมือจับคู่ เครื่องมือแสดงผลสามารถระบุศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ผลิตโดยเทอร์โมคัปเปิลได้

เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานชนิดหนึ่ง โดยแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า และใช้ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ผลิตได้เพื่อวัดอุณหภูมิ สำหรับศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลนั้น มีปัญหาหลายประการที่ควรให้ความสนใจ:
(1) ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลคือความแตกต่างของฟังก์ชันอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองข้างของเทอร์โมคัปเปิล มากกว่าจะเป็นฟังก์ชันของความแตกต่างเนื่องจากอุณหภูมิ

(2) ขนาดของศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ผลิตโดยเทอร์โมคัปเปิลไม่มีความสัมพันธ์กับความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเทอร์โมคัปเปิลเมื่อวัสดุของเทอร์โมคัปเปิลมีความสม่ำเสมอ ในสถานการณ์นี้ ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกจะเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบของวัสดุของเทอร์โมคัปเปิลและความแตกต่างของอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองด้าน

(3) เมื่อตรวจสอบส่วนประกอบของวัสดุของสายเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองเส้นในเทอร์โมคัปเปิลแล้ว ขนาดของศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลจะสัมพันธ์กับความแตกต่างของอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลเท่านั้น หากอุณหภูมิของปลายเย็นของเทอร์โมคัปเปิลยังคงเท่าเดิม ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่เข้าสู่เทอร์โมคัปเปิลจะเป็นฟังก์ชันที่สม่ำเสมอของอุณหภูมิของปลายงาน

โครงสร้างพื้นฐานของเทอร์โมคัปเปิล:

โครงสร้างพื้นฐานของเทอร์โมคัปเปิลอุตสาหกรรมประกอบด้วย สายเทอร์โมคัปเปิล ท่อฉนวน ท่อป้องกัน และกล่องเชื่อมต่อ เป็นต้น