وقتی صحبت از اندازهگیری دقیق دما در صنایع مختلف میشود ترموکوپلها به عنوان یکی از مطمئنترین ابزارها مطرح میشوند. اما برای انتقال درست سیگنال تولید شده توسط این حسگرها، نیاز به کابلهایی داریم که بتوانند شرایط مشابهی با ترموکوپل اصلی ایجاد کنند. این کابلها که با عنوان کابل جبرانساز شناخته میشوند، نقش کلیدی در جلوگیری از ایجاد خطا در فرآیند اندازهگیری دارند.
در حقیقت اگر کابل نامناسب انتخاب شود دمای اندازهگیری شده با مقادیر واقعی تفاوت قابل توجهی خواهد داشت. به همین دلیل انتخاب صحیح کابل جبرانساز کیفیت دادهها را تضمین میکند و طول عمر تجهیزات را نیز افزایش میدهد. این کابلها در انواع مختلفی تولید میشوند که هر کدام ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله از الکترو المنت علی به بررسی کامل آنها خواهیم پرداخت.
کابل جبرانساز ترموکوپل چیست؟
کابل جبرانساز ترموکوپل کابلی است که از آلیاژهایی مشابه سیمهای ترموکوپل اصلی ساخته میشود تا خواص ترموالکتریکی در محدوده دمایی مشخص حفظ شود. این کابلها معمولاً برای اتصال ترموکوپل به دستگاههای اندازهگیری یا سیستمهای کنترلی مورد استفاده قرار میگیرند. تفاوت اصلی کابل جبرانساز با کابلهای معمولی در این است که در کابلهای عادی انتقال ولتاژ یا جریان اهمیت دارد؛ در حالیکه در کابلهای جبرانساز تطابق ترموالکتریکی و انتقال دقیق اختلاف پتانسیل دمایی مدنظر قرار میگیرد.
به عبارت دیگر این کابلها تضمین میکنند که ولتاژ تولید شده توسط ترموکوپل بدون تغییر یا اعوجاج به سیستم اندازهگیری منتقل شود. استفاده از این کابلها به خصوص در مسافتهای طولانی اهمیت زیادی دارد، زیرا هرگونه انحراف کوچک در خواص مواد منجر به خطاهای بزرگ در نتیجه نهایی میشود.
انواع کابل جبرانساز ترموکوپل
کابلهای جبرانساز بر اساس ویژگیهای متفاوتی دستهبندی میشوند و هر دسته معیار خاصی برای انتخاب مناسب ارائه میدهد. یکی از مهمترین معیارها نوع ترموکوپل مورد استفاده است که تعیین میکند آلیاژ داخلی کابل چه ساختاری داشته باشد. معیار دیگر جنس روکش و محافظت کابل است که با توجه به شرایط محیطی انتخاب میشود.
به طور کلی تقسیمبندی این کابلها به دو بخش اصلی انجام میشود: دستهبندی بر اساس تیپ ترموکوپل و دستهبندی بر اساس جنس روکش و نوع محافظ. هر یک از این دستهبندیها به کاربران کمک میکند تا متناسب با نیاز پروژه و محیط عملیاتی کابل درست را انتخاب کنند. انتخاب صحیح و دقیق کابل جبرانساز باعث انتقال صحیح دادهها میشود و از نظر اقتصادی نیز به صرفه است، زیرا عمر مفید تجهیزات افزایش یافته و هزینههای تعمیر و نگهداری کاهش پیدا میکند.
انواع کابل جبرانساز ترموکوپل بر اساس تیپ ترموکوپل
دستهبندی بر اساس تیپ ترموکوپل به این معناست که کابل جبرانساز باید با همان نوع ترموکوپل اصلی سازگاری داشته باشد. دلیل این موضوع آن است که هر ترموکوپل از آلیاژ خاصی ساخته شده و برای انتقال درست سیگنال کابل نیز باید از موادی با رفتار مشابه تولید شود. در ادامه انواع آن معرفی شده است:
نوع K
رایجترین نوع که برای ترموکوپلهای کرومل-آلومل استفاده میشود و محدوده دمایی وسیعی را پشتیبانی میکند.
نوع J
مناسب برای ترموکوپلهای آهن-کنستانتان است و اغلب در دماهای پایینتر کاربرد دارد.
نوع T
برای محیطهای سرد و ترموکوپلهای مس-کنستانتان طراحی شده و دقت بالایی در دماهای منفی دارد.
نوع E
با ترموکوپلهای نیکل-کنستانتان سازگار بوده و به دلیل خروجی ولتاژ بالا در اندازهگیریهای حساس کاربرد دارد.
نوع N
عملکرد پایدار در شرایط دمایی سخت ارائه میدهد و در صنایع سنگین به کار میرود.
نوع S، R و B
این گروه برای ترموکوپلهای پلاتین-رودیوم است و به دلیل قیمت بالای آلیاژ، کابل جبرانساز آنها معمولاً با کد ویژه مشخص میشود.
انواع کابل جبرانساز بر اساس جنس روکش و محافظت
انتخاب کابل جبرانساز بر اساس جنس روکش و نوع محافظ، بیشتر به شرایط محیطی و مکان نصب بستگی دارد. روکشها وظیفه حفاظت از کابل در برابر حرارت، مواد شیمیایی، رطوبت یا نویزهای الکترومغناطیسی را بر عهده دارند. بنابراین نوع روکش تعیینکننده طول عمر و عملکرد مطمئن کابل است. انواع پرکاربرد شامل موارد زیر است:
روکش تفلون
مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی دارد و برای محیطهای خورنده ایدهآل است.
روکش سیلیکون
انعطافپذیری خوبی ارائه میدهد و در کاربردهایی با نیاز به حرکت یا لرزش مناسب است.
روکش PVC
پرمصرفترین روکش به دلیل قیمت مناسب و کاربرد عمومی در شرایط استاندارد محیطی است.
روکش فایبرگلاس
تحمل دمای بسیار بالا را دارد و در صنایع با کوره یا فرآیندهای حرارتی استفاده میشود.
کابل شیلددار
دارای لایه محافظ فلزی در برابر نویز و امواج الکترومغناطیسی است و در محیطهای صنعتی حساس استفاده میشود.
انواع کابل جبرانساز بر اساس محدوده دمای کاری و شرایط محیطی
یکی از معیارهای مهم در انتخاب کابل جبرانساز ترموکوپل، محدوده دمای کاری و شرایط محیطی است. در واقع، علاوه بر نوع ترموکوپل و جنس روکش، باید در نظر گرفت که کابل در چه شرایطی مورد استفاده قرار میگیرد. برخی محیطها دمای بسیار پایین دارند و نیاز به کابلهای ویژه برودتی است، در حالیکه محیطهای دیگر دمای بسیار بالا یا شرایط خورنده دارند که انتخاب کابل را تحت تأثیر قرار میدهد.
از سوی دیگر وجود نویز و امواج الکترومغناطیسی در برخی صنایع باعث میشود کابلهای شیلددار بهترین گزینه باشند. بنابراین توجه به محیط عملیاتی تضمینکننده انتقال سیگنال دقیق و افزایش طول عمر کابل خواهد بود. انواع کابل جبرانساز بر اساس محدوده دمای کاری و شرایط محیطی به شرح زیر هستند:
کابلهای مناسب دمای پایین
طراحیشده برای سردخانهها، صنایع غذایی و آزمایشگاههای برودتی با عملکرد دقیق در دماهای منفی.
کابلهای دمای متوسط
کاربردی در صنایع عمومی مانند موتورخانهها، کارگاهها و تجهیزات استاندارد.
کابلهای دمای بالا
مقاوم در برابر حرارت شدید، مناسب برای صنایع فولاد، ریختهگری و کورهها.
کابلهای مقاوم در برابر شرایط خورنده
دارای روکشهایی مانند تفلون یا سیلیکون برای محیطهای مرطوب یا شیمیایی.
کابلهای مقاوم در برابر نویز
شیلددار و مناسب برای محیطهای صنعتی حساس با امواج الکترومغناطیسی قوی.
کاربردهای انواع کابل جبرانساز ترموکوپل
| نوع کابل | ویژگیها | کاربردهای متداول |
| نوع K | تحمل دمای بالا و رایجترین نوع | صنایع فولاد، کورهها، موتورخانهها |
| نوع J | دقت بالا در دمای پایین | صنایع غذایی، سردخانهها، تجهیزات آزمایشگاهی |
| نوع T | مناسب برای دماهای منفی | صنایع داروسازی، فرآیندهای برودتی، آزمایشگاهها |
| نوع E | ولتاژ خروجی بالا و حساس | تجهیزات پزشکی، صنایع شیمیایی، ابزار دقیق |
| نوع N | مقاوم در شرایط سخت | صنایع نفت و گاز، نیروگاهها، فرآیندهای حرارتی سنگین |
| نوع S، R، B | آلیاژ گرانقیمت و پایدار | صنایع شیشه، متالورژی، تولید نیمههادیها |
| روکش تفلون | مقاوم در برابر مواد شیمیایی | صنایع پتروشیمی، محیطهای خورنده |
| روکش سیلیکون | انعطافپذیر و مقاوم در حرارت | صنایع خودروسازی، تجهیزات متحرک |
| روکش PVC | اقتصادی و پرکاربرد | صنایع عمومی، سیستمهای گرمایش و سرمایش |
| روکش فایبرگلاس | مقاوم در دماهای بسیار بالا | صنایع ریختهگری، کورههای صنعتی |
| کابل شیلددار | محافظ در برابر نویز | تجهیزات ابزار دقیق و سیستمهای الکترونیکی حساس |
خلاصه
کابل جبرانساز ترموکوپل ابزاری مهم و حساس برای انتقال دقیق دادههای دمایی از حسگر به سیستمهای اندازهگیری است. این کابلها بر اساس تیپ ترموکوپل و همچنین جنس روکش و محافظت دستهبندی میشوند و هر نوع برای کاربرد خاصی طراحی شده است. از نوع K که در صنایع فولاد رایج است گرفته تا کابلهای شیلددار که در محیطهای پرنویز استفاده میشوند، همه آنها نقش مهمی در تضمین دقت و ایمنی اندازهگیری دارند.
انتخاب درست کابل جبرانساز علاوه بر افزایش طول عمر تجهیزات، باعث کاهش هزینههای اضافی و جلوگیری از خطاهای خطرناک در فرآیندهای صنعتی میشود. در پایان لازم است تاکید کنیم که که آگاهی از انواع این کابلها و شناخت ویژگیهای هر کدام راهی مطمئن برای رسیدن به نتایج دقیق و پایدار در صنایع گوناگون خواهد بود.
