ترموکوپل سرامیکی نوع B: انتخابی برتر برای اندازه‌گیری دماهای فوق‌العاده بالا در صنایع

در صنایع متعددی نظیر ذوب فلزات، کوره‌های صنعتی، تولید سرامیک، شیشه و سیمان، اندازه‌گیری دقیق دما در محدوده‌های بسیار بالا حیاتی است. در این شرایط، ترموکوپل‌های رایج ممکن است به دلیل محدودیت‌های دمایی و حساسیت به شرایط محیطی، پاسخگوی نیاز نباشند. اینجاست که ترموکوپل سرامیکی نوع B به عنوان یک راه‌حل مهندسی قدرتمند و قابل اعتماد وارد عمل می‌شود. این نوع ترموکوپل، که از آلیاژهای پلاتین-رودیم تشکیل شده و در غلاف‌های سرامیکی محافظ قرار می‌گیرد، به طور خاص برای کار در دماهای فوق‌العاده بالا تا ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و مقاومت در برابر محیط‌های خورنده و ساینده طراحی شده است.

در این مقاله تخصصی، به بررسی دقیق ویژگی‌های فنی، مزایا، ساختار و کاربردهای گسترده ترموکوپل سرامیکی نوع B می‌پردازیم تا مهندسان، تکنسین‌ها و مدیران خرید صنایع سنگین بتوانند انتخابی آگاهانه و بهینه داشته باشند.

ساختار و اصل عملکرد ترموکوپل سرامیکی نوع B

ترموکوپل نوع B از دو سیم فلزی تشکیل شده است:

سیم مثبت: آلیاژ پلاتین با ۳۰ درصد رودیم (PtRh30)
سیم منفی: آلیاژ پلاتین با ۶ درصد رودیم (PtRh6)

اصل عملکرد این ترموکوپل بر اساس اثر سیبک (Seebeck Effect) استوار است. هنگامی که نقطه اتصال دو سیم فلزی متفاوت (نقطه اندازه‌گیری یا Junction) در معرض گرما قرار می‌گیرد، اختلاف پتانسیلی (ولتاژ) در دو انتهای دیگر سیم‌ها ایجاد می‌شود. این ولتاژ تولیدی متناسب با اختلاف دما بین نقطه اندازه‌گیری و نقطه مرجع (Reference Junction) است. در ترموکوپل نوع B، ترکیب آلیاژهای پلاتین-رودیم به گونه‌ای است که این ترموکوپل قادر به تولید ولتاژ پایدار و قابل اندازه‌گیری در دماهای بسیار بالا است.

نکته تمایز اصلی ترموکوپل سرامیکی نوع B، استفاده از غلاف محافظ سرامیکی است. این غلاف که معمولاً از آلومینا (Al₂O₃) با خلوص بالا ساخته می‌شود، سیم‌های ترموکوپل را در برابر آسیب‌های فیزیکی، شوک‌های حرارتی، اکسیداسیون، کاهش (Reduction) و حملات شیمیایی ناشی از محیط‌های با دمای بالا محافظت می‌کند. این ویژگی، طول عمر و پایداری ترموکوپل را در محیط‌های صنعتی بسیار بهبود می‌بخشد.

مزایای کلیدی ترموکوپل سرامیکی نوع B

استفاده از ترموکوپل سرامیکی نوع B در کاربردهای با دمای بالا، مزایای فنی و عملیاتی قابل توجهی را ارائه می‌دهد:

محدوده دمایی فوق‌العاده وسیع: ترموکوپل نوع B می‌تواند دما را در گستره‌ای از حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد تا ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد با دقت بالا اندازه‌گیری کند. این محدوده، آن را برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی با دمای بالا ایده‌آل می‌سازد. (توجه: معمولاً عملکرد این ترموکوپل در دماهای زیر ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد با دقت کمتری همراه است و برای این محدوده‌ها از انواع دیگر ترموکوپل استفاده می‌شود).
پایداری و دقت بالا در دماهای بالا: به دلیل استفاده از آلیاژهای پلاتین-رودیم با خلوص بالا، ترموکوپل نوع B پایداری ترموالکتریکی عالی در دماهای بالا دارد. این به معنای دقت پایدار در اندازه‌گیری‌ها در طول زمان است.
مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و کاهش: آلیاژهای پلاتین مقاومت ذاتی بالایی در برابر اکسیداسیون در محیط‌های هوایی با دمای بالا دارند. غلاف سرامیکی نیز حفاظت بیشتری در برابر گازهای کاهنده (مانند هیدروژن) و سایر ترکیبات شیمیایی فراهم می‌کند که می‌توانند به سیم‌های ترموکوپل آسیب برسانند.
مقاومت مکانیکی بالا: غلاف سرامیکی، ترموکوپل را در برابر تنش‌های مکانیکی، شوک و لرزش در محیط‌های صنعتی خشن محافظت می‌کند.
حساسیت کمتر به آلودگی: در مقایسه با ترموکوپل‌های نوع S و R (که از پلاتین خالص در یکی از سیم‌ها استفاده می‌کنند)، نوع B به دلیل استفاده از آلیاژ پلاتین-رودیم در هر دو سیم، حساسیت کمتری به آلودگی‌های محیطی دارد که می‌تواند باعث رانش (Drift) در اندازه‌گیری شود.
مناسب برای کاربردهای پیوسته و طولانی مدت: با توجه به پایداری و مقاومت بالا، ترموکوپل نوع B برای نظارت بر دما در فرآیندهای صنعتی پیوسته که نیازمند اندازه‌گیری مداوم در دماهای بالا هستند، بسیار مناسب است.

کاربردهای تخصصی ترموکوپل سرامیکی نوع B

قابلیت‌های منحصر به فرد ترموکوپل سرامیکی نوع B آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی تبدیل کرده است:

کوره‌های عملیات حرارتی و فورج: نظارت بر دما در کوره‌های صنعتی برای فرآیندهای سخت‌کاری، تمپرینگ و آنیلینگ فولاد و سایر فلزات.
صنایع شیشه و سرامیک: اندازه‌گیری دمای ذوب شیشه، کوره‌های پخت سرامیک و آجر نسوز، و کوره‌های فایبرگلاس.
صنایع سیمان: نظارت بر دمای داخل کوره‌های دوار سیمان که به دماهای بسیار بالایی می‌رسند.
ذوب و تصفیه فلزات گرانبها: اندازه‌گیری دمای مذاب پلاتین، رودیوم و سایر فلزات با نقطه ذوب بالا.
تحقیقات و توسعه در دمای بالا: استفاده در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی برای بررسی رفتار مواد در دماهای فوق‌العاده بالا.
صنایع پتروشیمی و شیمیایی: در برخی فرآیندهای خاص که دماهای بسیار بالا مورد نیاز است.

نکات مهم در انتخاب و نصب ترموکوپل سرامیکی نوع B

برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر بالای ترموکوپل سرامیکی نوع B، توجه به نکات فنی زیر ضروری است:

محدوده دمایی دقیق کاربرد: اطمینان حاصل کنید که محدوده دمایی فرآیند شما در گستره عملکرد ترموکوپل نوع B (معمولاً بالای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد) قرار دارد.
طول و قطر غلاف سرامیکی: طول و قطر غلاف باید متناسب با عمق نفوذ مورد نیاز و شرایط محیطی (مانند سرعت جریان گاز یا مذاب) انتخاب شود. قطر بزرگتر معمولاً مقاومت مکانیکی بیشتری دارد اما زمان پاسخ را کمی افزایش می‌دهد.
جنس غلاف سرامیکی: برای دماهای بسیار بالا و محیط‌های خاص، استفاده از آلومینا با خلوص بالاتر توصیه می‌شود.
نقطه اتصال (Junction): معمولاً ترموکوپل نوع B به صورت Junction بدون اتصال به غلاف (Ungrounded) تولید می‌شود تا مقاومت الکتریکی بالاتری داشته باشد و از اثرات نویز جلوگیری شود.
استفاده از سیم رابط (Extension Wire): برای انتقال سیگنال از ترموکوپل به دستگاه اندازه‌گیری، باید از سیم رابط مخصوص نوع B (کد رنگی خاکستری/قرمز طبق استاندارد ANSI یا بنفش/سفید طبق استاندارد IEC) استفاده شود تا دقت اندازه‌گیری حفظ شود.
نصب صحیح: اطمینان از نصب صحیح ترموکوپل در نقطه مورد نظر و محافظت از سیم رابط در برابر دماهای بالا یا آسیب‌های فیزیکی.
کالیبراسیون دوره‌ای: برای حفظ دقت اندازه‌گیری در طول زمان، کالیبراسیون دوره‌ای ترموکوپل در دماهای بالا توصیه می‌شود.

نتیجه‌گیری: سرمایه‌گذاری در دقت و دوام

ترموکوپل سرامیکی نوع B به دلیل توانایی بی‌نظیر خود در اندازه‌گیری دما در محدوده‌های فوق‌العاده بالا و مقاومت استثنایی در برابر شرایط سخت محیطی، یک سرمایه‌گذاری ارزشمند برای صنایع مرتبط است. انتخاب این نوع ترموکوپل نه تنها دقت فرآیندهای شما را تضمین می‌کند، بلکه با کاهش نیاز به تعویض مکرر به دلیل خرابی، هزینه‌های نگهداری و عملیات را نیز کاهش می‌دهد.

با توجه به پیچیدگی‌های انتخاب و نصب ابزارهای اندازه‌گیری دما در محیط‌های با دمای بالا، توصیه می‌شود برای انتخاب ترموکوپل سرامیکی نوع B مناسب با نیازهای خاص خود، با کارشناسان مجرب مشورت نمایید.

سفارش ترموکوپل سرامیکی نوع B از ترموتوان هوراد

ما در ترموتوان هوراد با ارائه ترموکوپل‌های سرامیکی نوع B با کیفیت بالا و مطابق با استانداردهای بین‌المللی، آماده پاسخگویی به نیازهای صنایع شما هستیم. محصولات ما با دقت تولید شده و تحت آزمایش‌های کنترل کیفیت دقیق قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که بالاترین عملکرد را در چالش‌برانگیزترین محیط‌ها ارائه می‌دهند.

برای کسب اطلاعات بیشتر، دریافت مشاوره فنی تخصصی و استعلام قیمت، لطفاً با ما تماس بگیرید.