- تهران خیابان لاله زار جنوبی پاساژ رزاق منش طبقه اول پلاک 2/3
فروش و مشاوره
فروش و مشاوره
معرفی ترموکوبل تیپ S نشان می‌دهد این Sensor از Platinum-10% Rhodium و Platinum ساخته شده و برای اندازه‌گیری Temperatureهای بالا کاربرد دارد. ترموکوبل تیپ S چیست؟ یک Noble Metal Thermocouple مناسب کوره، عملیات حرارتی، صنایع شیشه و Calibration است. در خرید ترموکوبل تیپ S باید محدوده دما، Protection Tube، طول Sensor، Accuracy و Controller بررسی شوند.
معرفی ترموکوبل تیپ S ما را با یکی از مهم‌ترین ترموکوبل‌های Noble Metal برای اندازه‌گیری دماهای بالا آشنا می‌کند. ترموکوبل Type S از یک هادی Platinum-10% Rhodium و یک هادی Platinum ساخته می‌شود و بیشتر در کوره‌های صنعتی، آزمایشگاه‌های دمای بالا، صنایع شیشه، سرامیک، عملیات حرارتی و فرآیندهایی استفاده می‌شود که پایداری اندازه‌گیری در Temperature بالا اهمیت زیادی دارد.
اگر این سؤال مطرح باشد که ترموکوبل تیپ S چیست؟ می‌توان گفت Type S یک Thermocouple پلاتینی است که با استفاده از اثر Seebeck، اختلاف Temperature را به یک ولتاژ بسیار کوچک تبدیل می‌کند. سیستم اندازه‌گیری این Signal را دریافت کرده و بر اساس منحنی استاندارد Type S، مقدار دما را محاسبه می‌کند.
در خرید ترموکوبل تیپ S باید علاوه بر محدوده دمای کاری، مواردی مانند جنس Protection Tube، قطر و طول Sensor، نوع Ceramic Insulator، قطر سیم ترموکوبل، نوع Head، نحوه نصب، شرایط Atmosphere و سازگاری با Temperature Controller یا Transmitter بررسی شوند.
در معرفی ترموکوبل تیپ S یکی از اولین موضوعاتی که باید بررسی شود، ترکیب فلزی آن است.
Type S از دو Thermoelement تشکیل می‌شود:
استاندارد ASTM نیز Type S را به‌عنوان ترکیب Platinum-10% Rhodium در برابر Platinum معرفی می‌کند.
استفاده از Platinum و Rhodium باعث شده این Sensor در گروه Noble Metal Thermocouple قرار گیرد و قیمت آن نسبت به ترموکوبل‌های عمومی مانند Type J یا K بیشتر باشد.
ترموکوبل تیپ S چیست؟ Type S یک سنسور Temperature مبتنی بر اثر ترموالکتریکی است که از دو فلز یا آلیاژ متفاوت استفاده می‌کند.
زمانی که Measuring Junction در Temperature متفاوتی نسبت به Reference Junction قرار گیرد، Thermoelectric Voltage ایجاد می‌شود.
این Voltage در محدوده Millivolt است و برای اندازه‌گیری صحیح باید توسط Thermocouple Input، Temperature Controller یا Transmitter سازگار با Type S خوانده شود.
عملکرد Type S بر اساس Seebeck Effect است.
وقتی دو هادی متفاوت به یکدیگر متصل شوند و میان نقاط اتصال آنها اختلاف Temperature ایجاد شود، یک Electromotive Force یا EMF ایجاد می‌شود.
مقدار این EMF با Temperature ارتباط دارد.
دستگاه اندازه‌گیری با استفاده از Reference Function مخصوص Type S، Signal را به Temperature تبدیل می‌کند. NIST نیز Type S را در سیستم‌های Calibration و Reference Thermocouple مورد استفاده قرار داده است.
یکی از سیم‌های Type S از Platinum با حدود 10 درصد Rhodium ساخته می‌شود.
سیم دیگر Platinum است.
OMEGA نیز Platinum-10% Rhodium را به‌عنوان هادی مثبت مورد استفاده همراه Platinum خالص برای تشکیل Type S معرفی می‌کند.
کیفیت و خلوص این مواد روی Characteristic و عملکرد Sensor تأثیر زیادی دارند.
Platinum و Rhodium از فلزات گران‌بها هستند که امکان ساخت Thermocouple مناسب برای Temperatureهای بالا را فراهم می‌کنند.
ترکیب مشخص این دو فلز باعث ایجاد مشخصات Thermoelectric استاندارد Type S می‌شود.
همین مواد گران‌قیمت یکی از دلایل بالاتر بودن قیمت Type S نسبت به Type K یا J هستند.
Temperature Range یکی از مهم‌ترین معیارها در خرید ترموکوبل تیپ S است.
NIST استفاده متداول Type S و Type R را تا محدوده تقریبی 1400°C برای کاربردهای مرجع ذکر کرده است. OMEGA نیز برای سیم‌های Type R و S استفاده پیوسته تا حدود 1398°C و Exposure کوتاه تا حدود 1482°C را ذکر می‌کند.
محدوده واقعی هر Sensor می‌تواند به عوامل زیر وابسته باشد:
بنابراین Maximum Temperature باید بر اساس Datasheet مدل نهایی تعیین شود.
ممکن است Thermocouple Element توان تحمل Temperature بالایی داشته باشد، اما بخش دیگری از Sensor محدودیت پایین‌تری داشته باشد.
برای مثال:
هرکدام Maximum Temperature مخصوص خود را دارند.
به همین دلیل در خرید ترموکوبل تیپ S باید کل Sensor Assembly بررسی شود.
مهم‌ترین کاربردهای Type S شامل:
هستند.
NIST نیز Type S را به‌عنوان Reference Thermocouple در برخی فرآیندهای Calibration دمای بالا به کار برده است.
یکی از مهم‌ترین زمینه‌های خرید ترموکوبل تیپ S، Furnaceهای صنعتی است.
در کوره، Element Type S معمولاً باید در برابر آلودگی، ضربه و شرایط محیطی محافظت شود.
برای این منظور می‌توان از Ceramic Protection Tube استفاده کرد.
OMEGA نمونه‌هایی از Type S را همراه High-purity Alumina Protection Tube و Double-bore Alumina Insulator برای کاربردهای دمای بالا ارائه می‌کند.
Heat Treatment به کنترل Temperature دقیق و پایدار نیاز دارد.
Type S می‌تواند برای Monitoring Temperature در Furnaceهای عملیات حرارتی استفاده شود.
فرآیندهایی مانند:
می‌توانند به Temperature Monitoring دقیق نیاز داشته باشند.
در Glass Industry، Furnaceها می‌توانند در Temperature بسیار بالا کار کنند.
Type S یکی از Sensorهایی است که برای چنین شرایطی قابل بررسی است.
انتخاب Protection Tube مناسب اهمیت زیادی دارد؛ زیرا Element پلاتینی باید تا حد ممکن از Contamination محافظت شود.
در Ceramic Kiln، Temperature پخت روی کیفیت نهایی محصول تأثیر مستقیم دارد.
ترموکوبل Type S می‌تواند برای پایش Temperature کوره‌های دمای بالا مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از زمینه‌های مهم معرفی ترموکوبل تیپ S استفاده از آن در Metrology و Calibration است.
NIST در مستندات Calibration خود Type S را در کنار Type R و B برای Calibration Thermocoupleهای فلزات گران‌بها بررسی کرده و از Type S Reference Thermocouple در برخی محدوده‌ها استفاده کرده است.
در آزمایشگاه‌های Material Science و تجهیزات High-temperature Research، Type S می‌تواند برای پایش Temperature مورد استفاده قرار گیرد.
در این کاربردها Calibration، Homogeneity و Drift اهمیت بیشتری نسبت به بسیاری از کاربردهای عمومی دارند.
Type S برای استفاده در بسیاری از محیط‌های Oxidizing و Inert در Temperature بالا مناسب است. سازندگان سیم‌های Platinum-Rhodium استفاده Type S و R در Oxidizing یا Inert Atmosphere را توصیه می‌کنند.
با این حال، وجود آلودگی‌های فلزی و بعضی مواد شیمیایی می‌تواند روی Element پلاتینی اثر منفی بگذارد.
Contamination یکی از موضوعات مهم در استفاده از Noble Metal Thermocouple است.
در Temperature بالا، تماس سیم‌های Platinum و Platinum-Rhodium با مواد نامناسب می‌تواند باعث تغییر Characteristic ترموالکتریکی Sensor شود.
به همین دلیل استفاده از Insulator و Protection Tube مناسب اهمیت زیادی دارد.
Protection Tube غلافی است که Thermocouple Element داخل آن قرار می‌گیرد.
وظایف اصلی آن عبارت‌اند از:
در Temperatureهای بالا، Ceramic Protection Tube یکی از گزینه‌های رایج است.
High-purity Alumina یکی از موادی است که در Assemblyهای تجاری Type S مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این ساختار می‌تواند از Thermocouple Element در برابر بسیاری از شرایط محیطی محافظت کند.
Alumina یا Aluminum Oxide یک Ceramic Material است که در عایق‌ها و Protection Tubeهای High Temperature کاربرد دارد.
NIST نیز در فرآیندهای Calibration Type S، Thermocoupleها را داخل High-purity Alumina Insulating Tube قرار داده است.
دو Thermoelement نباید در طول مسیر به‌صورت ناخواسته با یکدیگر تماس پیدا کنند.
برای جدا نگه داشتن آنها می‌توان از Double-bore Ceramic Insulator استفاده کرد.
در این ساختار هر سیم از یک Channel جداگانه عبور می‌کند.
Ceramic Protection Tube نسبت به تغییر ناگهانی Temperature می‌تواند حساس باشد.
به همین دلیل نحوه ورود Sensor به Furnace و شرایط Heating/Cooling اهمیت دارد.
در کاربردهای سخت باید توصیه سازنده Protection Tube رعایت شود.
از نظر ساختار نصب می‌توان Type S را به مدل‌های مختلف تقسیم کرد:
نوع مناسب باید بر اساس Furnace و سیستم Measurement انتخاب شود.
Bare Wire Type S ساده‌ترین فرم Element است.
در این مدل سیم‌های Platinum-Rhodium و Platinum بدون Protection Tube کامل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این ساختار فقط برای شرایطی مناسب است که Sensor از نظر Mechanical و Chemical Protection مشکلی نداشته باشد.
یکی از ساختارهای رایج High-temperature استفاده از Element Type S داخل Ceramic Insulator و Protection Tube است.
این ساختار برای Furnace Application مناسب‌تر است.
Head-mounted Type S دارای Terminal Head است.
داخل Head می‌توان:
قرار داد.
Head باید از Hot Zone فاصله کافی داشته باشد.
Extension Neck بین بخش Hot Sensor و Terminal Head قرار می‌گیرد.
این بخش کمک می‌کند Heat کمتری به Head و تجهیزات الکترونیکی منتقل شود.
Flanged Type S برای نصب روی Furnace، Chamber یا Process Equipment قابل استفاده است.
در انتخاب باید:
بررسی شوند.
در بعضی تجهیزات می‌توان از Threaded Connection استفاده کرد.
رزوه باید با محل Installation مطابقت داشته باشد.
Sensor Length یکی از پارامترهای مهم در خرید ترموکوبل تیپ S است.
Sensor باید به Hot Zone مناسب برسد.
اگر Sensor بیش از حد کوتاه باشد، Measuring Junction ممکن است Temperature واقعی Process را نشان ندهد.
Immersion Length باید به‌گونه‌ای انتخاب شود که Measuring Junction در منطقه Temperature مورد نظر قرار گیرد.
در Furnaceهای بزرگ ممکن است Temperature در قسمت‌های مختلف یکسان نباشد.
بنابراین Position Sensor اهمیت زیادی دارد.
قطر Protection Tube روی:
اثر دارد.
Tube ضخیم‌تر معمولاً مقاوم‌تر است، اما Response حرارتی می‌تواند کندتر شود.
Wire Gauge نیز یکی از پارامترهای مهم است.
در نزدیکی Maximum Temperature، سازندگان معمولاً استفاده از Wire ضخیم‌تر را برای عمر و پایداری بهتر توصیه می‌کنند. OMEGA نیز برای Type R و S نزدیک Maximum Temperature به استفاده از Heavy-gage Wire اشاره می‌کند.
Response Time Type S به ساختار Sensor وابسته است.
یک Element بدون Protection Tube می‌تواند سریع‌تر واکنش نشان دهد.
یک Sensor داخل Ceramic Tube ضخیم Response کندتری خواهد داشت.
در Furnaceهای دمای بالا معمولاً دوام و Protection Sensor اهمیت زیادی دارند.
Type S مانند سایر Thermocoupleها یک Thermoelectric Voltage بسیار کوچک تولید می‌کند.
خود Sensor مستقیماً خروجی:
ندارد.
برای تبدیل Signal به خروجی استاندارد صنعتی باید از Temperature Transmitter استفاده شود.
برای اتصال مستقیم، PLC باید Thermocouple Input Module داشته باشد.
Module باید مشخصاً از Type S پشتیبانی کند.
تنظیم Sensor Type اشتباه باعث تبدیل نادرست Millivolt به Temperature خواهد شد.
Temperature Controller نیز باید دارای Input مخصوص Thermocouple و قابلیت انتخاب Type S باشد.
در تنظیم Controller باید Input Type به‌درستی انتخاب شود.
Temperature Transmitter می‌تواند Signal Type S را دریافت کرده و به Signal استاندارد تبدیل کند.
یکی از خروجی‌های رایج:
4–20mA
است.
یک ساختار صنعتی می‌تواند به شکل زیر باشد:
Type S → Temperature Transmitter → 4–20mA → PLC
این روش برای انتقال Signal در فاصله‌های بیشتر مناسب است.
Thermocouple Measurement به Temperature Reference Junction نیز وابسته است.
به همین دلیل Controller یا Input Module معمولاً Cold Junction Compensation یا CJC انجام می‌دهد.
NIST در روش‌های Calibration Thermocouple نیز به Reference Junction و کنترل Temperature آن توجه ویژه دارد.
در خرید ترموکوبل تیپ S باید کابل و Extension System نیز بررسی شوند.
استفاده از سیم نامناسب می‌تواند Junctionهای اضافی ایجاد کرده و Measurement Error ایجاد کند.
کابل باید مطابق Specification سیستم انتخاب شود.
Extension Wire برای افزایش فاصله Sensor تا Measurement Instrument استفاده می‌شود.
این Wire معمولاً Maximum Temperature بسیار پایین‌تری نسبت به Thermocouple Element داخل Furnace دارد.
بنابراین نباید Extension Cable را وارد Hot Zone کرد.
Type S دارای Positive و Negative Leg مشخص است.
Leg Platinum-10% Rhodium و Platinum باید به Terminal صحیح متصل شوند.
اتصال اشتباه می‌تواند باعث Reading نادرست شود.
رنگ سیم‌ها می‌تواند بر اساس استانداردهای مختلف تفاوت داشته باشد.
به همین دلیل در نصب بهتر است از Datasheet و مشخصات Terminal استفاده شود و تنها Color معیار تشخیص نباشد.
دقت Type S به عوامل مختلفی وابسته است:
بنابراین Accuracy نهایی فقط به نام Type S وابسته نیست.
Type S یکی از Thermocoupleهای مهم در Calibration دمای بالا بوده است.
NIST روش‌های Calibration Type S، R و B را مستند کرده و Type S Reference Thermocouple را در برخی فرآیندهای اندازه‌گیری مرجع استفاده می‌کند.
Drift به تغییر تدریجی خروجی Sensor در طول زمان گفته می‌شود.
Temperature بالا، Contamination و تغییرات ماده می‌توانند باعث تغییر Thermoelectric Characteristic شوند.
در کاربردهای حساس Calibration دوره‌ای اهمیت دارد.
Type S به دلیل استفاده از Platinum و Platinum-Rhodium برای High-temperature Measurement و کاربردهای مرجع شناخته شده است. NIST از Type S در Calibration و Reference Thermometry استفاده کرده است.
اما Stability واقعی همچنان به کیفیت Element و شرایط استفاده بستگی دارد.
Single Element Type S یک Measuring Circuit دارد.
این مدل برای سیستم‌هایی مناسب است که یک Temperature Signal نیاز دارند.
Dual Element دارای دو Thermocouple مستقل داخل یک Assembly است.
این ساختار می‌تواند برای:
مورد استفاده قرار گیرد.
Type S و Type R بسیار شبیه هستند، اما درصد Rhodium متفاوت است.
Type S:
Type R:
به همین دلیل Reference Curve آنها یکسان نیست و Controller باید دقیقاً روی Type صحیح تنظیم شود.
Type B نیز از خانواده Noble Metal Thermocouple است.
Type B از:
ساخته می‌شود، در حالی که Type S از Pt-10%Rh/Pt تشکیل شده است.
Type B برای Temperatureهای بالاتر نیز کاربرد دارد؛ NIST محدوده معمول Type B را حدود 800 تا 1700°C ذکر کرده، در حالی که Type S و R را تا حدود 1400°C بیان می‌کند.
Type K از Base Metal ساخته شده و بسیار اقتصادی‌تر است.
Type K:
Type S:
Type J از Iron و Constantan ساخته می‌شود.
این Sensor بیشتر برای Temperatureهای پایین‌تر و متوسط و ماشین‌آلات عمومی استفاده می‌شود.
Type S برای High-temperature Application تخصصی‌تر است.
Type C از Tungsten-Rhenium ساخته می‌شود و برای Ultra-high Temperature در Vacuum یا Inert Atmosphere مناسب است.
Type S از Platinum-Rhodium/Platinum ساخته می‌شود و برای بسیاری از Oxidizing و Inert Atmosphereها در محدوده کاری خودش مناسب است.
بنابراین Atmosphere یکی از عوامل مهم انتخاب بین Type C و Type S است.
PT100 یک RTD مقاومتی است.
Type S یک Thermocouple ولتاژی است.
PT100:
Type S:
NTC یک Thermistor مقاومتی است و بیشتر در تجهیزات الکترونیکی، HVAC و Temperatureهای پایین‌تر استفاده می‌شود.
Type S برای High-temperature Industrial Measurement طراحی شده است.
مهم‌ترین مزایای Type S عبارت‌اند از:
مهم‌ترین محدودیت‌ها شامل:
است.
Type S زمانی قابل بررسی است که:
اگر Temperature فرآیند در محدوده‌ای باشد که PT100 یا Type K به‌راحتی پاسخگوی نیاز هستند، استفاده از Type S ممکن است هزینه غیرضروری ایجاد کند.
قیمت Platinum و Rhodium باعث شده این Sensor بیشتر برای کاربردهایی استفاده شود که واقعاً به ویژگی‌های High-temperature آن نیاز دارند.
در خرید ترموکوبل تیپ S موارد زیر باید بررسی شوند:
در خرید ترموکوبل تیپ S مخصوص Furnace فقط Maximum Temperature اسمی کوره کافی نیست.
باید Temperature واقعی کارکرد، مدت زمان قرارگیری Sensor در High Temperature، Furnace Atmosphere و نوع مواد موجود در کوره نیز مشخص شوند.
Protection Tube باید با Temperature و Atmosphere سازگار باشد.
High-purity Alumina یکی از ساختارهای مورد استفاده برای حفاظت Type S در محصولات High-temperature است.
در Temperature بالا Wire Diameter روی عمر و رفتار Sensor اثر دارد.
در کاربردهای نزدیک محدوده بالای دمایی، Wire ضخیم‌تر می‌تواند مناسب‌تر باشد.
Sensor Length باید با ضخامت Wall کوره و موقعیت Hot Zone هماهنگ باشد.
Measuring Junction باید در ناحیه‌ای قرار گیرد که Temperature هدف را به‌درستی نشان دهد.
قبل از خرید ترموکوبل تیپ S باید مشخص شود Temperature Controller یا PLC از Type S پشتیبانی می‌کند.
در غیر این صورت می‌توان از Transmitter سازگار برای تبدیل Signal استفاده کرد.
نمی‌توان برای Type S یک عمر ثابت تعیین کرد.
عوامل مهم عبارت‌اند از:
استفاده صحیح از Protection و جلوگیری از Contamination می‌تواند نقش مهمی در عملکرد Sensor داشته باشد.
اگر Temperature Reading غیرعادی باشد، موارد زیر باید بررسی شوند:
Ceramic Tube ممکن است بر اثر:
آسیب ببیند.
آسیب Tube می‌تواند Element گران‌قیمت Type S را در معرض مستقیم Furnace قرار دهد.
در فرآیندهای حساس بهتر است Inspection دوره‌ای انجام شود.
Protection Tube بررسی شود.
Terminalها از نظر شل شدن کنترل شوند.
Temperature Reading با Sensor یا Reference دیگر مقایسه شود.
در کاربردهای دقیق Calibration دوره‌ای نیز می‌تواند انجام شود.
شرکت‌های مختلف Temperature Instrumentation، Thermocouple Type S و Assemblyهای High-temperature تولید می‌کنند.
OMEGA یکی از تولیدکنندگانی است که انواع Platinum-Rhodium Thermocouple Wire و Type S Assembly با Alumina Protection Tube ارائه می‌کند.
در خرید ترموکوبل تیپ S بهتر است ابتدا مشخصات فنی Sensor تعیین شوند و سپس برند و مدل متناسب با نیاز انتخاب شود.
معرفی ترموکوبل تیپ S نشان می‌دهد این Sensor یکی از Thermocoupleهای Noble Metal مناسب برای High-temperature Measurement است. Type S از Platinum-10% Rhodium در برابر Platinum ساخته شده و با استفاده از Seebeck Effect یک Signal Millivolt متناسب با Temperature ایجاد می‌کند.
اگر سؤال این باشد که ترموکوبل تیپ S چیست؟ می‌توان آن را یک ترموکوبل پلاتینی مناسب برای Furnace، Calibration، صنایع شیشه، سرامیک، عملیات حرارتی و فرآیندهای دمای بالا دانست. NIST نیز Type S را در کاربردهای Calibration و Reference Thermometry مورد استفاده قرار داده است.
در خرید ترموکوبل تیپ S باید Temperature Range، Atmosphere، جنس Protection Tube، طول Sensor، قطر Wire، نوع Insulator، Accuracy، Controller و کابل بررسی شوند. برای سیم‌های Type S، محدوده عملی Temperature به طراحی و قطر Wire وابسته است و برخی منابع صنعتی استفاده پیوسته تا حدود 1398°C و کوتاه‌مدت تا حدود 1482°C را برای سیم‌های مناسب ذکر می‌کنند.
