يُعد قياس درجة الحرارة أحد الجوانب الأساسية في التحكم بالعمليات الصناعية. يُعد كاشف درجة الحرارة بالمقاومة (RTD) والمزدوج الحراري (TC) من أكثر مستشعرات درجة الحرارة استخدامًا. لكل منهما مبدأ تشغيله الخاص، ونطاق قياسه الملائم، وخصائصه. يُسهم الفهم الشامل لخصائصهما في تبديد الشكوك واتخاذ قرارات مدروسة بشأن التحكم بالعمليات. قد يتساءل المرء عن كيفية اختيار بديل عند الحاجة إلى استبدال جهاز RTD الحالي، فهل المقاومة الحرارية الأخرى مناسبة أم أن استخدام المزدوج الحراري أفضل؟
كاشف درجة الحرارة المقاومة (RTD)
يعمل جهاز RTD على مبدأ تغير المقاومة الكهربائية للمادة المعدنية مع تغير درجة الحرارة. يُصنع جهاز RTD Pt100 عادةً من البلاتين، ويُظهر علاقة متوقعة وشبه خطية بين المقاومة ودرجة الحرارة، حيث تُعادل 100Ω صفرًا مئويًا. يتراوح نطاق درجة الحرارة المُناسب لجهاز RTD بين -200 و850 درجة مئوية. ومع ذلك، يُمكن تحسين أدائه بشكل أكبر إذا كان نطاق القياس ضمن 600 درجة مئوية.
ترموكبل
المزدوج الحراري هو جهاز يُستخدم لقياس درجة الحرارة من خلال تأثير سيبيك. يتكون من معدنين مختلفين متصلين عند كل طرف. يُولّد جهد يتناسب طرديًا مع فرق درجة الحرارة بين الوصلة الساخنة (حيث تُؤخذ القياسات) والوصلة الباردة (التي تُحافظ على درجة حرارة منخفضة باستمرار). وفقًا لتركيبة المواد المستخدمة، يمكن تقسيم المزدوج الحراري إلى عدة فئات تؤثر على نطاق درجة حرارته وحساسيته. على سبيل المثال، يُعد النوع K (NiCr-NiSi) مناسبًا للاستخدام حتى حوالي 1200 درجة مئوية، بينما يُمكن للنوع S (Pt10%Rh-Pt) قياس درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية.
مقارنة
نطاق القياس:يُعدّ مقياس درجة الحرارة المقاومة (RTD) فعالاً بشكل رئيسي في نطاق درجات الحرارة بين -200 و600 درجة مئوية. يُعدّ مقياس الحرارة المزدوج مناسبًا لقياس درجات الحرارة القصوى من 800 إلى 1800 درجة مئوية، وذلك حسب التدرج، ولكنه لا يُنصح به عمومًا للقياسات التي تقل عن 0 درجة مئوية.
يكلف:عادةً ما تكون الأنواع الشائعة من الثرموكبل أقل تكلفة من الثرموكبل المقاوم للحرارة. ومع ذلك، فإن التدرجات عالية الجودة من الثرموكبلات المصنوعة من مواد ثمينة قد تكون باهظة الثمن، وقد تتقلب تكلفتها تبعًا لسوق المعادن الثمينة.
دقة:يتميز جهاز قياس درجة الحرارة بالدقة العالية وقابلية التكرار، مما يوفر قراءات دقيقة لدرجة الحرارة لتطبيقات التحكم الصارم في درجة الحرارة. عادةً ما يكون جهاز قياس درجة الحرارة بالحرارة أقل دقة من جهاز قياس درجة الحرارة بالحرارة، كما أنه ليس كفؤًا في درجات الحرارة المنخفضة (<300 درجة مئوية). كان من الممكن تحسين الدقة لو كان خريجو الجامعات.
وقت الاستجابة:يتمتع الثرموكبل بوقت استجابة أسرع مقارنةً بـ RTD، مما يجعله أكثر مرونة في تطبيقات العمليات الديناميكية حيث تتغير درجة الحرارة بسرعة.
المخرجات:عادةً ما يُظهر خرج مقاومة مستشعر درجة الحرارة المقاومة (RTD) أداءً أفضل في الاستقرار والخطية طويل الأمد مقارنةً بإشارة جهد الثرموكبل. يمكن تحويل مخرجات كلا نوعي مستشعر درجة الحرارة إلى إشارة تيار تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير واتصالات ذكية.
بناءً على المعلومات السابقة، نستنتج أن العامل الحاسم في الاختيار بين مستشعر مقاومة الحرارة (RTD) والثرموكبل هو نطاق درجة حرارة التشغيل المطلوب قياسها. يُعدّ مستشعر مقاومة الحرارة (RTD) المستشعر المفضل في نطاق درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة نظرًا لأدائه المتفوق، بينما يتميز الثرموكبل بكفاءة عالية في درجات الحرارة العالية التي تزيد عن 800 درجة مئوية. بالعودة إلى الموضوع، ما لم يكن هناك تعديل أو انحراف في درجة حرارة تشغيل العملية، فمن غير المرجح أن يُسفر استبدال الثرموكبل عن فائدة أو تحسن ملحوظ في حالة استخدام الثرموكبل الأصلي. لا تترددوا في التواصل معنا.شنغهاي وانغيوانإذا كان هناك أي قلق أو طلب آخر فيما يتعلق بـ RTD & TR.
وقت النشر: 30 ديسمبر 2024