تُعتبر الثيرموكوبلات (المزدوجات الحرارية) عنصرًا حيويًا في مجال قياس درجة الحرارة الصناعية. تُستخدم على نطاق واسع لمراقبة والتحكم في درجات الحرارة في مختلف العمليات الصناعية. تعمل الثيرموكوبلات وفقًا لمبدأ التأثير الكهروحراري، حيث تقيس درجة الحرارة من خلال الكشف عن التغيرات في القوة الدافعة الكهربائية بين معدنَين أو سبائك مختلفة. توفر هذه الطريقة قياسًا دقيقًا وموثوقًا لدرجات الحرارة عبر نطاق واسع، بدءًا من درجة حرارة الغرفة وحتى عدة آلاف من الدرجات المئوية. في الصناعة، تُركب الثيرموكوبلات عادةً على المعدات الحرجة والأنابيب لتوفير تغذية راجعة فورية عن درجة الحرارة. تساعد هذه البيانات المشغلين على ضبط معلمات العملية لضمان الاستقرار والسلامة في عمليات الإنتاج.
إن قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل تجعلها مناسبة بشكل خاص للبيئات الصناعية الصعبة، حيث تعتبر جزءًا لا يتجزأ من أنظمة التحكم والأتمتة الصناعية الحديثة.
يمكن تصنيف الثيرموكوبلات إلى عدة أنواع استنادًا إلى التركيبات المختلفة من المعادن أو السبائك ونطاقات درجات الحرارة الخاصة بها. تشمل التصنيفات الرئيسية للثيرموكوبلات:
ثيرموكوبلات المعادن الأساسية:
النوع K: كروميل - ألوميل (−200°C إلى 1250°C)
النوع S: بلاتين - روديم (0°C إلى 1600°C)
النوع B: بلاتين - روديم (0°C إلى 1800°C)
ثيرموكوبلات المعادن المتخصصة:
النوع C: تنجستن - رينيوم / تنجستن - رينيوم (0°C إلى 2320°C)
النوع G: بلاتين - ذهب / بلاتين - روديم (0°C إلى 2315°C)
لقد قمنا بإدراج أنواع الثيرموكوبلات التي نستخدمها بشكل متكرر فقط، حيث تغطي بعض الأنواع نطاقات درجات حرارة متداخلة.
في نظام التحكم في الفرن الكهربائي، يتم استخدام مزدوج حراري لقياس درجة الحرارة الداخلية للفرن ونقل إشارات درجة الحرارة في الوقت الحقيقي إلى وحدة التحكم. تقوم وحدة التحكم بضبط خرج طاقة عنصر التسخين عن طريق التحكم في زاوية تشغيل الثايرستور بناءً على ردود الفعل من المزدوجة الحرارية ودرجة الحرارة المحددة. معًا، تضمن المزدوجة الحرارية والثايرستور التحكم الدقيق في درجة الحرارة في الفرن الكهربائي، مما يحافظ على الثبات والدقة أثناء العمليات الصناعية.
تم دمج المزدوجة الحرارية مع جهاز التحكم في درجة الحرارة لتسهيل مراقبة درجة الحرارة والتحكم فيها بدقة. يتم توصيل طرف استشعار المزدوجة الحرارية بمنفذ الإدخال الخاص بوحدة التحكم في درجة الحرارة، عادةً باستخدام المقابس أو الكتل الطرفية. فهو ينقل إشارات الجهد الصغيرة الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة إلى وحدة التحكم، مما يفسر هذه الإشارات إلى قيم درجات حرارة قابلة للقراءة. قد تتضمن وحدة التحكم في درجة الحرارة ميزات معايرة لضمان الدقة بناءً على خصائص المزدوجة الحرارية والظروف البيئية. باستخدام بيانات درجة الحرارة من المزدوجة الحرارية، تقوم وحدة التحكم بتنفيذ إجراءات التحكم مثل ضبط أجهزة التدفئة أو التبريد للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة التي حددها المستخدم. تتيح آليات المراقبة والتعليقات المستمرة لوحدة التحكم في درجة الحرارة تثبيت النظام بشكل فعال ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد.
المزدوجة الحرارية عبارة عن مستشعر لدرجة الحرارة يتكون من معدنين أو سبيكة مختلفة، حيث تكون أطرافها متصلة معًا لتشكل نقطة قياس. عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة عند الوصلة، فإنه يولد إشارة جهد تعرف بالإمكانات الكهروحرارية. من خلال قياس إشارة الجهد هذه، يمكن تحديد تغيرات درجة الحرارة. تشتهر المزدوجات الحرارية باستجابتها السريعة، ونطاق درجة الحرارة الواسع (عادةً من -200 ° ج إلى 1800 ° ج)، مقاومة التآكل، قوة ميكانيكية عالية، وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والعلمية لقياس درجة الحرارة والتحكم فيها.