- تهران خیابان لاله زار جنوبی پاساژ رزاق منش طبقه اول پلاک 2/3
فروش و مشاوره
فروش و مشاوره
ترموکوبل تیپ R چیست؟ ترموکوبل Type R یک سنسور دمای Platinum-13% Rhodium/Platinum برای اندازه‌گیری Temperatureهای بالا است. کاربرد ترموکوبل تیپ R شامل کوره، عملیات حرارتی، صنایع شیشه و سرامیک است. در فروش ترموکوبل تیپ R باید محدوده دما، Protection Tube، طول Sensor، Accuracy و نوع Controller بررسی شوند.
ترموکوبل تیپ R چیست؟ ترموکوبل Type R یکی از سنسورهای دمای خانواده Noble Metal Thermocouple است که برای اندازه‌گیری Temperatureهای بالا طراحی شده است. این Sensor از یک هادی Platinum-13% Rhodium و یک هادی Platinum تشکیل می‌شود و به دلیل استفاده از فلزات گران‌بها، بیشتر در کوره‌های صنعتی، عملیات حرارتی، صنایع شیشه، سرامیک، آزمایشگاه‌های دمای بالا و فرآیندهایی استفاده می‌شود که Stability و اندازه‌گیری قابل اعتماد در Temperature بالا اهمیت دارد.
در فروش ترموکوبل تیپ R باید علاوه بر Type Sensor، مواردی مانند Maximum Temperature، جنس Protection Tube، طول Sensor، قطر Element، نوع Ceramic Insulator، نحوه نصب، Accuracy، نوع Head و سازگاری با Temperature Controller یا Transmitter بررسی شوند.
کاربرد ترموکوبل تیپ R بیشتر در محیط‌هایی است که ترموکوبل‌های معمولی Base Metal مانند Type J یا K از نظر Temperature Range، Stability یا دوام انتخاب مناسبی نیستند. Type R برای کار در محیط‌های Oxidizing یا Inert مناسب شناخته می‌شود، اما باید در برابر آلودگی‌های شیمیایی و فلزی محافظت شود.
اگر بخواهیم دقیق‌تر توضیح دهیم ترموکوبل تیپ R چیست؟ باید ابتدا به ساختار آن توجه کنیم.
Type R یک Thermocouple پلاتینی است که از دو هادی متفاوت تشکیل می‌شود:
این ترکیب باعث ایجاد یک Thermoelectric Voltage متناسب با اختلاف Temperature میان Measuring Junction و Reference Junction می‌شود. استانداردهای مربوط به مواد ترموکوبل نیز Type R را بر پایه Pt-13%Rh در برابر Platinum تعریف می‌کنند.
Type R مانند دیگر Thermocoupleها بر اساس Seebeck Effect کار می‌کند.
زمانی که دو هادی متفاوت در یک Junction به یکدیگر متصل شوند و میان محل Measurement و Reference Junction اختلاف Temperature وجود داشته باشد، یک Voltage بسیار کوچک ایجاد می‌شود.
این Signal در محدوده Millivolt است.
Temperature Controller یا Measurement Instrument این Voltage را اندازه‌گیری کرده و با استفاده از Reference Function مخصوص Type R، آن را به Temperature تبدیل می‌کند. NIST برای Type R توابع و جداول مرجع مبتنی بر ITS-90 منتشر کرده است.
یکی از مهم‌ترین مشخصات Type R استفاده از Platinum و Rhodium است.
Leg مثبت Sensor از آلیاژ تقریباً 13 درصد Rhodium در Platinum ساخته می‌شود و Leg دیگر Platinum است.
استفاده از Noble Metal باعث می‌شود این Sensor نسبت به بسیاری از Thermocoupleهای Base Metal قیمت بیشتری داشته باشد.
ترکیب Rhodium با Platinum برای ایجاد خصوصیات ترموالکتریکی مورد نیاز Type R و عملکرد مناسب در Temperature بالا استفاده می‌شود.
در کنار نوع آلیاژ، خلوص مواد نیز برای دستیابی به مشخصات استاندارد اهمیت دارد. ASTM E1159 الزامات مواد Platinum و Platinum-Rhodium مورد استفاده در Type R، S و B را پوشش می‌دهد.
یکی از مهم‌ترین موضوعات در فروش ترموکوبل تیپ R Temperature Range است.
جداول مرجع NIST برای Type R محدوده بسیار گسترده‌ای را پوشش می‌دهند، اما محدوده عملی Sensor واقعی به قطر Wire، Protection Tube، Insulator و طراحی Assembly بستگی دارد. برای نمونه، OMEGA محدوده Thermocouple Grade نوع R را تا حدود 1450°C ذکر می‌کند و برای برخی سیم‌های Type R/S استفاده پیوسته تا حدود 1398°C و Exposure کوتاه تا حدود 1482°C را توصیه می‌کند.
بنابراین Maximum Temperature همیشه باید از Datasheet مدل نهایی بررسی شود.
Reference Table فقط رابطه EMF و Temperature را مشخص می‌کند.
اما Sensor واقعی از بخش‌های دیگری تشکیل شده است:
هرکدام از این اجزا می‌توانند Maximum Operating Temperature مجموعه را محدود کنند.
کاربرد ترموکوبل تیپ R بیشتر در فرآیندهای دمای بالا دیده می‌شود.
مهم‌ترین کاربردها شامل:
است.
یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد ترموکوبل تیپ R اندازه‌گیری Temperature کوره است.
در Furnaceهای دمای بالا، Sensor معمولاً داخل یک Ceramic Protection Tube قرار می‌گیرد.
این Tube وظیفه دارد Element حساس Platinum-Rhodium را از تماس مستقیم با محیط کوره، ذرات و آلودگی‌های احتمالی محافظت کند.
OMEGA نیز Assemblyهای Type R را با High-purity Alumina Protection Tube برای کاربردهای دمای بالا عرضه می‌کند.
Heat Treatment برای دستیابی به ویژگی‌های مکانیکی مشخص در فلزات به کنترل Temperature نیاز دارد.
Type R می‌تواند برای Monitoring Furnace Temperature در فرآیندهایی مانند:
استفاده شود.
انتخاب نهایی به Temperature و Atmosphere کوره بستگی دارد.
Glass Furnaceها می‌توانند در Temperatureهای بالا فعالیت کنند.
در چنین شرایطی استفاده از Noble Metal Thermocouple مانند Type R می‌تواند مناسب باشد.
Sensor باید در برابر Contamination و شرایط Process محافظت شود.
در تولید Ceramic، Temperature پخت تأثیر مستقیمی بر ویژگی‌های محصول نهایی دارد.
کاربرد ترموکوبل تیپ R در Kilnهای دمای بالا می‌تواند شامل Monitoring و کنترل Temperature فرآیند باشد.
Type R به دلیل Characteristic استاندارد و قابلیت Calibration در تجهیزات Laboratory و High Temperature Measurement نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
NIST برای Type R Reference Function و خدمات Calibration دمای بالا ارائه کرده و اسناد فنی متعددی درباره این Thermocouple منتشر کرده است.
در صنایع Metal Processing و Furnaceهای حرارتی، Type R می‌تواند برای اندازه‌گیری Temperature فضای کوره یا قسمت‌های مختلف Process استفاده شود.
Protection Tube باید با Atmosphere و مواد داخل Furnace سازگار باشد.
Type R برای استفاده در Oxidizing و Inert Atmosphere مناسب شناخته می‌شود.
این موضوع یکی از تفاوت‌های مهم آن با Tungsten-Rhenium Thermocoupleهایی مانند Type C است که در محیط‌های اکسیدکننده داغ محدودیت جدی دارند.
یکی از موضوعات بسیار مهم در Type R، Contamination است.
Platinum و Platinum-Rhodium در Temperature بالا ممکن است در اثر تماس با بعضی فلزات، بخارات و مواد خارجی دچار تغییر Thermoelectric Properties شوند.
OMEGA نیز برای Type R و S درباره Contamination هشدار داده و توصیه می‌کند شرایط حفاظت Sensor مورد توجه قرار گیرد.
Temperature تنها عامل تخریب Sensor نیست.
Atmosphere و آلاینده‌های موجود در Furnace نیز اهمیت دارند.
در بعضی فرآیندها ممکن است:
وجود داشته باشند.
بنابراین در فروش ترموکوبل تیپ R انتخاب Protection Tube اهمیت زیادی دارد.
Ceramic Protection Tube یکی از رایج‌ترین روش‌های حفاظت Type R است.
High-purity Alumina یکی از مواد مورد استفاده برای ساخت Protection Tubeهای دمای بالا است. برخی Assemblyهای تجاری Type R/S/B با Alumina Tube برای دماهای بالا طراحی می‌شوند.
Alumina یا Aluminum Oxide یک ماده سرامیکی مقاوم در برابر Temperature بالا است.
در Temperature Sensorهای Noble Metal از High-purity Alumina برای Insulator و Protection Tube استفاده می‌شود.
در انتخاب باید Maximum Temperature، Thermal Shock و شرایط Atmosphere بررسی شوند.
داخل Protection Tube معمولاً دو سیم Thermocouple باید از یکدیگر عایق باقی بمانند.
برای این کار می‌توان از Double-bore Ceramic Insulator استفاده کرد.
OMEGA در Assemblyهای Type R از High-purity hard-fired Alumina Insulator استفاده می‌کند.
Ceramic Protection Tube می‌تواند نسبت به Thermal Shock حساس باشد.
تغییر بسیار سریع Temperature می‌تواند Mechanical Stress ایجاد کند.
به همین دلیل نحوه ورود Sensor به Furnace و Cycling حرارتی باید مطابق مشخصات سازنده انجام شود.
Sensor Length یکی از پارامترهای اصلی در فروش ترموکوبل تیپ R است.
Sensor باید به اندازه کافی وارد Hot Zone شود تا Temperature واقعی Process را اندازه‌گیری کند.
طول بیش از حد نیز می‌تواند باعث ایجاد Mechanical Stress روی Protection Tube شود.
Immersion Length روی Accuracy اندازه‌گیری اثر می‌گذارد.
اگر Measuring Junction بیش از حد نزدیک Wall یا بیرون Hot Zone باشد، Reading ممکن است نماینده Temperature واقعی Process نباشد.
قطر Protection Tube روی چند ویژگی اثر دارد:
Tube بزرگ‌تر معمولاً مقاومت مکانیکی بیشتری دارد، ولی می‌تواند پاسخ حرارتی را کندتر کند.
Response Time ترموکوبل Type R به ساختار Assembly وابسته است.
اگر Element داخل Ceramic Protection Tube ضخیم قرار گرفته باشد، Response نسبت به یک Thermocouple Bare-wire کندتر خواهد بود.
در بسیاری از Furnaceها دوام و Stability Sensor از Response بسیار سریع مهم‌تر است.
Type R مانند سایر Thermocoupleها Signal الکتریکی کوچکی در حد Millivolt تولید می‌کند.
خود Sensor مستقیماً خروجی‌های زیر را تولید نمی‌کند:
برای ایجاد خروجی صنعتی استاندارد باید از Temperature Transmitter استفاده شود.
برای اتصال مستقیم Type R به PLC باید PLC دارای Thermocouple Input Module باشد و Module مشخصاً از Type R پشتیبانی کند.
در Configuration باید Thermocouple Type روی R تنظیم شود.
استفاده از Setting مربوط به Type K، J یا S باعث Temperature Reading اشتباه می‌شود زیرا هر Type Reference Function مخصوص خود را دارد. Reference Function Type R توسط NIST به‌صورت جداگانه تعریف شده است.
بسیاری از Temperature Controllerهای صنعتی قابلیت انتخاب نوع Thermocouple دارند.
اگر Controller از R پشتیبانی کند، Sensor می‌تواند به ورودی مربوط متصل شود.
Polarity و نوع کابل باید صحیح باشند.
Temperature Transmitter می‌تواند Millivolt Signal Type R را دریافت کند و آن را به Signal استاندارد مانند 4–20mA تبدیل کند.
Transmitter باید امکان انتخاب Type R را داشته باشد.
ساختار رایج سیستم می‌تواند به شکل زیر باشد:
Type R → Temperature Transmitter → 4–20mA → PLC
این ساختار برای انتقال Signal در فاصله زیاد و Process Instrumentation مناسب است.
Thermocouple به‌تنهایی Temperature مطلق Junction را مستقیماً اندازه‌گیری نمی‌کند و Reference Junction نیز باید در محاسبه در نظر گرفته شود.
به همین دلیل Thermocouple Input Module و Controller معمولاً دارای Cold Junction Compensation یا CJC هستند.
بدون Compensation مناسب، خطای Measurement ایجاد می‌شود.
کابل در فروش ترموکوبل تیپ R اهمیت زیادی دارد.
Thermocouple Signal بسیار کوچک است و Junctionهای اضافی یا کابل نامناسب می‌توانند Error ایجاد کنند.
نوع Extension یا Compensating Cable باید متناسب با Type R و Temperature محیط انتخاب شود.
برای Type R، Extension System محدودیت Temperature مخصوص خود را دارد.
برای مثال جداول OMEGA Thermocouple Grade Type R را برای Temperature بالا و Extension Grade را برای محدوده بسیار پایین‌تری مشخص می‌کنند.
بنابراین Extension Wire نباید مانند Wire اصلی Sensor داخل Hot Zone استفاده شود.
Type R دارای Positive و Negative Leg مشخص است.
اتصال اشتباه Polarity می‌تواند Measurement را مختل کند.
هنگام نصب باید Connection Diagram سازنده بررسی شود.
Color Code ممکن است میان استانداردهای ANSI و IEC متفاوت باشد.
بنابراین فقط از روی رنگ Wire نباید Sensor Type یا Polarity را تشخیص داد.
Label و Datasheet باید معیار اصلی باشند.
Accuracy Type R به چند عامل وابسته است:
در کاربردهای دقیق، Calibration کل Measurement System اهمیت دارد.
Type R یکی از Thermocoupleهایی است که در Metrology و High-temperature Calibration نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
NIST مستندات ویژه‌ای درباره Reference Function و Calibration Thermocoupleهای Platinum-Rhodium منتشر کرده است.
Drift به تغییر تدریجی خروجی Sensor در طول زمان گفته می‌شود.
در Temperature بالا، آلودگی و تغییرات Material می‌توانند باعث شوند Relation میان EMF و Temperature کمی تغییر کند.
در سیستم‌های حساس باید Sensor دوره‌ای بررسی یا Calibration شود.
یکی از دلایل استفاده از Noble Metal Thermocoupleهایی مانند Type R، عملکرد مناسب آنها در High Temperature Measurement است.
با این حال Stability نهایی به کیفیت Wire و میزان Contamination وابسته است.
Single Element Type R دارای یک Measuring Circuit است.
این مدل برای سیستم‌هایی استفاده می‌شود که تنها یک Temperature Signal نیاز دارند.
در برخی Assemblyها می‌توان Dual Thermocouple استفاده کرد.
دو Measuring Element مستقل در یک مجموعه قرار می‌گیرند.
این طراحی می‌تواند برای Redundancy یا اتصال به دو سیستم مستقل استفاده شود.
نوع دقیق باید هنگام فروش ترموکوبل تیپ R مشخص شود.
Head-mounted Type R یکی از ساختارهای رایج صنعتی است.
Terminal Head خارج از قسمت بسیار گرم قرار می‌گیرد.
داخل Head می‌توان Terminal Block یا در صورت مناسب بودن Temperature محیط، Head-mounted Transmitter نصب کرد.
Extension Neck کمک می‌کند Terminal Head از Hot Zone فاصله بگیرد.
طول Neck باید به‌گونه‌ای انتخاب شود که Temperature Head و Transmitter از محدوده مجاز بالاتر نرود.
Type R می‌تواند با Flange Assembly تولید شود.
در انتخاب Flange باید:
بررسی شوند.
در بعضی Furnaceها Threaded Connection برای نصب Sensor استفاده می‌شود.
Thread Size و طول Sensor باید دقیقاً با محل نصب مطابقت داشته باشند.
Type R و Type S شباهت زیادی دارند و هر دو از Platinum-Rhodium/Platinum استفاده می‌کنند.
تفاوت اصلی در درصد Rhodium Leg مثبت است:
Type R:
Type S:
در نتیجه Reference Curve و EMF آنها یکسان نیست و نباید بدون تغییر تنظیمات Controller جایگزین یکدیگر شوند.
Type B نیز یک Noble Metal Thermocouple است، اما ترکیب آن متفاوت است.
Type B از Pt-30%Rh در برابر Pt-6%Rh استفاده می‌کند، در حالی که Type R از Pt-13%Rh در برابر Platinum استفاده می‌کند. Type B می‌تواند در Temperatureهای بالاتری نسبت به R مورد استفاده قرار گیرد.
Type K از Base Metal ساخته می‌شود و بسیار اقتصادی‌تر است.
Type R:
Type K:
برای Furnaceهای عمومی Type K می‌تواند کافی باشد، اما برای Temperature و Stability بالاتر Type R قابل بررسی است.
Type J از Iron/Constantan تشکیل شده و بیشتر برای Temperatureهای پایین‌تر و متوسط استفاده می‌شود.
Type R برای High-temperature Application طراحی شده است.
بنابراین این دو Sensor معمولاً برای شرایط کاملاً متفاوت انتخاب می‌شوند.
Type C از Tungsten-Rhenium ساخته می‌شود و برای Ultra-high Temperature در Vacuum و Inert Atmosphere کاربرد دارد.
Type R از Platinum-Rhodium ساخته شده و برای Oxidizing یا Inert Atmosphere قابلیت استفاده مناسبی دارد.
بنابراین Atmosphere یکی از عوامل کلیدی انتخاب بین آنها است.
PT100 یک Platinum RTD است و بر اساس تغییر Resistance کار می‌کند.
Type R بر اساس Thermoelectric Voltage کار می‌کند.
PT100:
Type R:
NTC یک Thermistor Semiconductor است که Resistance آن با Temperature تغییر می‌کند.
NTC بیشتر در Electronics، HVAC و تجهیزات دمای پایین‌تر استفاده می‌شود.
Type R برای High-temperature Industrial Measurement کاربرد دارد.
مهم‌ترین مزایا عبارت‌اند از:
مهم‌ترین محدودیت‌ها عبارت‌اند از:
اگر Temperature پایین یا متوسط باشد و دقت مورد نیاز با PT100 یا Type K قابل دستیابی باشد، استفاده از Type R ممکن است از نظر اقتصادی ضروری نباشد.
همچنین Processهایی که احتمال Contamination شدید Platinum دارند نیازمند طراحی حفاظتی تخصصی هستند.
Type R زمانی می‌تواند انتخاب مناسبی باشد که:
در فروش ترموکوبل تیپ R باید ابتدا اطلاعات زیر مشخص شوند:
این اطلاعات احتمال انتخاب اشتباه Sensor را کاهش می‌دهند.
در فروش ترموکوبل تیپ R مخصوص Furnace باید Temperature واقعی فرآیند مشخص شود.
تنها Maximum Temperature اسمی کوره کافی نیست.
Temperature عادی کارکرد، Atmosphere، Thermal Cycle و مدت زمان قرارگیری Sensor در Temperature بالا نیز اهمیت دارند.
Protection Tube باید بر اساس:
انتخاب شود.
در بسیاری از High-temperature Assemblyهای Type R از High-purity Alumina استفاده می‌شود.
Wire Diameter می‌تواند روی:
اثر داشته باشد.
برای Temperatureهای نزدیک Limit معمولاً استفاده از Wire سنگین‌تر می‌تواند مناسب‌تر باشد؛ OMEGA نیز برای استفاده نزدیک Maximum Temperature به Heavy-gage Wire اشاره می‌کند.
برای Type R نمی‌توان یک عمر ثابت اعلام کرد.
عمر به عوامل زیر وابسته است:
Sensorی که در Temperature پایین‌تر و محیط تمیز کار می‌کند می‌تواند شرایط بسیار متفاوتی نسبت به Sensor نصب‌شده در Furnace نزدیک Maximum Range داشته باشد.
اگر Reading غیرعادی مشاهده شود، موارد زیر باید بررسی شوند:
Protection Tube سرامیکی ممکن است در اثر:
آسیب ببیند.
شکستن Tube می‌تواند Element گران‌قیمت Type R را مستقیماً در معرض Process قرار دهد.
در کاربردهای حساس بهتر است Inspection دوره‌ای انجام شود.
Protection Tube از نظر Crack یا Damage بررسی شود.
اتصالات Terminal بازدید شوند.
Reading با Sensor Reference یا Measurement دیگر مقایسه شود.
در صورت نیاز Calibration انجام شود.
شرکت‌های مختلف تجهیزات Temperature Measurement انواع Type R Assembly ارائه می‌کنند.
برندهایی مانند WIKA، JUMO، OMEGA و سازندگان تخصصی Process Temperature Sensor محصولات مختلفی برای High-temperature Measurement دارند.
در فروش ترموکوبل تیپ R انتخاب برند بهتر است بعد از مشخص شدن Temperature، Length، Protection Tube، Connection و Accuracy انجام شود.
ترموکوبل تیپ R چیست؟ Type R یک Noble Metal Thermocouple است که از Platinum-13% Rhodium در برابر Platinum ساخته می‌شود و برای اندازه‌گیری Temperatureهای بالا استفاده می‌شود. این Thermocouple دارای Reference Function استاندارد مخصوص خود است و با استفاده از Seebeck Effect، اختلاف Temperature را به Signal Millivolt تبدیل می‌کند.
کاربرد ترموکوبل تیپ R شامل Furnace، Heat Treatment، صنایع شیشه، صنایع سرامیک، تجهیزات آزمایشگاهی و بسیاری از High-temperature Processها است. این Sensor در محیط‌های Oxidizing یا Inert قابل استفاده است، اما حفاظت در برابر Contamination اهمیت زیادی دارد.
در فروش ترموکوبل تیپ R باید Temperature Range، Atmosphere، جنس Protection Tube، طول Sensor، قطر Element، Accuracy، نوع Connection و سازگاری Controller یا Temperature Transmitter بررسی شوند. انتخاب صحیح این مشخصات باعث می‌شود Type R عملکرد پایدارتر و عمر مناسب‌تری در فرآیندهای دمای بالا داشته باشد.
