نوسانات دما در طول مسیر کابل می‌تواند باعث ایجاد خطا در اندازه گیری شود. برای حال این مشکل از کابل جبران ساز ترموکوپل استفاده می‌شود. این کابل از موادی با خواص ترموالکتریکی که دارد، هرگونه تغییر دما بین سنسور و دستگاه اندازه گیری را جبران می‌کند. این موضوع به حفظ انتقال قابل اعتماد داده‌ها به ویژه در محیط‌های صنعتی کمک می‌کند. کابل جبران ترموکوپل برای نظارت دقیق دما در کاربردهایی مانند تولید، متالورژی و پردازش شیمیایی به کار گرفته می شود. در این بررسی از مقاله سنجش حرارت به طور کامل در مورد کابل جبران ساز ترموکوپل صحبت می‌کنیم.
کابل جبران ساز ترموکوپل چیست؟
کابل جبران ساز ترموکوپل (Thermocouple Compensating Cable) برای اتصال سنسور ترموکوپل به یک دستگاه اندازه گیری مانند کنترل کننده دما یا دیتالاگر استفاده می‌شود. این کابل برای مطابقت با نوع ترموکوپل مورد استفاده (به عنوان مثال، K، J، T) طراحی شده است و خواص ترموکوپل مشابهی با خود ترموکوپل در یک محدوده دمایی خاص دارد. این شباهت در ترکیب مواد تضمین می‌کند که کابل جبران ترموکوپل در اندازه گیری دما هیچ خطایی ندارد، زیرا سیگنال را از ترموکوپل به دستگاه اندازه گیری منتقل می‌کند.
از آنجایی که ترموکوپل‌ها بر اساس اثر سیبک (Seebeck) کار می‌کنند، هر ماده اضافی در مسیر بین ترموکوپل و دستگاه اندازه گیری می‌تواند اثرات ترموالکتریکی ناخواسته‌ای ایجاد کند. اثر سیبک در زمانی رخ می‌دهد که به تفاوت دمایی بین دو فلز غیرمشابه، مقداری ولتاژ ایجاد می‌شود؛ بنابراین کابل جبران ترموکوپل با حفظ ثبات دما در محدوده خود، دقت در اندازه گیری دما را افزایش می‌دهد. توجه به این نکته مهم است که اگرچه کابل جبران ساز ترموکوپل برای خوانش دقیق ضروری است، اما برای محیط‌های با دمای بالا مناسب نیست.
چرا کابل جبران ساز در ترموکوپل اهمیت دارد؟
کابل های جبران ساز مقرون به صرفه هستند، زیرا امکان استفاده از مواد ارزان قیمت را در فواصل طولانی فراهم می‌کنند. از این کابل‌ها به جای سیم گرید حرارت ترموکوپل استفاده می‌شود. این سیم بسیار گران قیمت است و اغلب در تمام طول مسیر از نقطه حسگر تا دستگاه اندازه گیری استفاده می‌شوند؛ اما کابل های جبران ساز فقط فاصله‌ای را پوشش می‌دهند که سنجش دما در آن نقطه مورد انتظار است.
بسیاری از انواع کابل جبران ساز ترموکوپل برای محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی عایق‌بندی شده‌اند. این موضوع می‌تواند سیگنال‌های ولتاژ ترموکوپل را مخدوش کند. به طور کلی، استفاده از کابل های جبران ساز به حفظ دقت، کاهش هزینه‌ها و محافظت در برابر عوامل خارجی کمک شایانی می‌کند. به همین دلیل است که از این کابل‌ها در محیط‌های صنعتی مانند صنایع تولید برق یا پردازش شیمیایی استفاده می‌شود.
کاربرد کابل جبران ترموکوپل
در ادامه به موارد استفاده از کابل جبران ساز ترموکوپل اشاره می‌کنیم:
• تولید برق: در نیروگاه‌ها از این کابل‌ها برای اندازه گیری دما در لوله‌های دیگ بخار، واحدهای توربین و سایر مناطق با گرمای بالا استفاده می‌شود. نظارت دقیق دما به جلوگیری از گرمای بیش از حد، به حداکثر رساندن راندمان و تضمین ایمنی در این سیستم‌ها کمک می‌کند.
• محصولات شیمیایی: کابل های جبران ساز ترموکوپل در پالایشگاه‌ها و کارخانه‌های شیمیایی که کنترل دما برای واکنش‌های شیمیایی حیاتی است مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کابل‌ها در راکتورها، ستون‌های تقطیر و مخازن ذخیره‌سازی برای اندازه گیری دما کاربرد دارند.
• تولید فولاد و فلز: از کابل های جبران در صنایعی مانند فولادسازی برای نظارت بر دمای کوره‌ها و فرآیند نورد استفاده می‌شود. اندازه گیری دقیق دما در این محیط‌ها برای اطمینان از کیفیت محصول، جلوگیری از آسیب دیدگی تجهیزات و حفظ ایمنی ضروری است.
• صنعت غذا و نوشیدنی: این کابل‌ها به نظارت و کنترل دما در طول پردازش، پخت و پز و نگهداری مواد غذایی کمک می‌کنند. کنترل دما در صنایع برای حفظ ایمنی، کیفیت و رعایت مقررات بهداشتی مواد غذایی ضروری است.
• صنعت هوافضا: از کابل جبران ساز ترموکوپل در هوافضا برای نظارت بر دما در تست موتور، مجموعه‌های توربین و تجهیزات دیگر استفاده می‌شود. دقت ارائه شده توسط این کابل‌ها می‌تواند اطمینان و ایمنی را در این محیط‌ها بالا ببرد.
• صنعت داروسازی: کابل های جبران ساز ترموکوپل که در استریلیزاسیون و مناطق ذخیره‌سازی حساس به دما استفاده می‌شوند، به حفظ کنترل دقیق دما کمک می‌کنند. این موضوع برای اطمینان از کارایی و ایمنی محصولات دارویی ضروری است.
• نفت و گاز: این کابل‌ها در صنعت نفت و گاز به نظارت بر دما در خطوط لوله، پالایشگاه‌ها و دکل‌های حفاری دریایی کمک می‌کنند. این تجهیزات در این محیط‌ها اغلب در معرض دمای شدید قرار دارند. پس اندازه گیری دقیق دما اهمیت دارد.
کلام آخر
استفاده کابل های جبران ساز در ترموکوپل‌ها ضروری هستند، زیرا با به حداقل رساندن خطاهای اندازه گیری ناشی از نوسانات دما در طول کابل به اندازه گیری دقیق دما کمک می‌کنند. همانطور که سیگنال ترموکوپل از طریق سیم‌های اتصال خود عبور می‌کند، هر گونه تغییر دما در طول این سیم‌ها می‌تواند باعث خطا شود. کابل جبران ساز ترموکوپل از موادی با خواص حرارتی مشابه خود ترموکوپل ساخته می شوند. استفاده از این کابل ها تضمین می‌کند که ولتاژ اندازه گیری شده دقیقا نشان دهنده دمای واقعی در نقطه سنجش است.
