Food Wiki

ค้นหา 6,333 คำศัพท์

Standard thermocouple / เทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐาน

เทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐาน (standard thermocouple) หมายถึง เทอร์โมคัปเปิล (thermocouple) ที่ผู้ผลิตทุกรายกำหนดส่วนผสมของคู่สายเทอร์โมคัปเปิลเป็นมาตรฐานเหมือนกัน สามารถใช้ตารางเทียบมาตรฐานที่หาได้ทั่วไป

สำหรับเทอร์โมคัปเปิลแบบ non-standard หมายถึง เทอร์โมคัปเปิลที่ผลิตขึ้นมาเพื่อใช้เฉพาะงานมีคุณสมบัติเฉพาะแตกต่างไปจากแบบมาตรฐาน ตารางการสอบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจะจัดหามาให้กับเทอร์โมคัปเปิลตัวนั้น ซึ่งต้องเก็บรักษาตารางสอบเทียบอย่างดี

เทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐานมี 7 แบบได้แก่ เทอร์โมคัปเปิลแบบ S R B J K T และ E สามารถพิจารณาชนิดของเทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐานจากชนิดของโลหะตัวนำที่ทำเป็นเทอร์โมคัปเปิล แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานทั้ง 7 แบบ ที่อุณหภูมิ (temperature) ต่างๆ แสดงในรูปที่ 1

  

 รูปที่ 1 แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานแบบต่าง ๆ

(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555) 

 

ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานแต่ละแบบแสดงในตารางที่ 1  โดยชื่อแรกของโลหะตัวนำ หมายถึง ขั้วไฟฟ้าที่มีศักย์เป็นบวก (+) และชื่อหลังมีศักย์เป็นลบ (-) เเละตารางที่ 2 ย่านการใช้งาน และคุณลักษณะของเทอร์โมคัปเปิลแต่ละแบบ

 

 ตารางที่ 1 ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานแบบต่าง ๆ

มาตรฐาน

             ชนิดของวัสดุตัวนำ

Type K

Type J

Type T

Type E

Type N

Type R

Type S

Type B

Nickel Chromium/Nickel Aluminium

Iron/Constantan

Copper/Constantan

Nickel Chromium/Constantan

Nicrosil/Nisil

Platinium 13%/Rhodium

Platinium 10%/Rhodium

Platinium 30%/Rhodium

*** Constantan: copper 60% + Nickel 40%

(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555 )

     

 ตารางที่ 2 ตัวอย่างย่านการใช้งาน และคุณลักษณะของเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐาน

ชนิดเทอร์โมคัปเปิล

 ย่านอุณหภูมิใช้งาน        (oC)

   ย่านอุณหภูมิ (oC)

ค่าความผิดพลาด (oC)

    ค่าความไวสูงสุด         (โดยประมาณ)            (µV/oC)

R

-50 ถึง1768.1

-50.0 ถึง 250.0

-0.02 ถึง 0.02

6

 

 

250.0 ถึง 1200.0

-0.005 ถึง 0.005

 

 

 

1064.0 ถึง 1664.5

-0.0005ถึง0.001

 

 

 

1664.5 ถึง 1768.1

-0.001 ถึง 0.002

 

J

-210 ถึง 1200

-210.0 ถึง 0.0

-0.05 ถึง 0.03

50

 

 

0.0 ถึง 760.0

-0.04 ถึง 0.04

 

 

 

760.0 ถึง 1200.0

-0.04 ถึง 0.03

 

K

-270 ถึง 1372

-270.0 ถึง 0.0

-0.02 ถึง 0.04

50

 

 

0.0 ถึง 500.0

-0.05 ถึง 0.04

 

 

 

500.0 ถึง 1372.0

-0.05 ถึง 0.06

 

T

-270 ถึง 400

-200.0 ถึง 0.0

-0.02 ถึง 0.04

60

 

 

0.0 ถึง 400.0

-0.03 ถึง 0.03

 

 ที่มา: NIST-ITS 90 (www.srdata.nist.gov/its90/main/)

 

เทอร์โมคัปเปิลแบบ S และ R มีคุณสมบัติที่คล้ายกัน แต่แบบ R ให้ค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านเอาต์พุตที่สูงกว่า เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น เตาหลอมเหล็ก อุตสาหกรรมแก้ว โดยสามารถทนอุณหภูมิได้ถึง 1400oC ใช้งานได้ดีในสภาวะที่ไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี ไม่เหมาะกับงานที่มีสภาวะแบบกัดกร่อน ไม่เหมาะกับงานในสภาวะสุญญากาศ และไม่เหมาะกับงานที่มีไอของโลหะและอโลหะ

เทอร์โมคัปเปิลแบบ B ให้แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแบบ S และ R แต่มีความแข็งแรงทนทานกว่า เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเช่นเดียวกับแบบ S และ R ไม่เหมาะกับงานในสภาวะสุญญากาศ และไม่เหมาะกับงานที่มีไอของโลหะ และอโลหะ

เทอร์โมคัปเปิลแบบ J ให้ค่าการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ออุณหภูมิดี นิยมใช้กับงานทั่วไป ราคาไม่แพง เหมาะสำหรับใช้งานที่อุณหภูมิไม่เกิน 760oC ไม่เหมาะกับงานที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 oC นิยมใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติก

เทอร์โมคัปเปิลแบบ K เป็นเทอร์โมคัปเปิลชนิดที่นิยมใช้แพร่หลายมากที่สุด สามารถวัดอุณหภูมิได้สูงกว่าแบบ J และมีราคาถูกกว่า ทนอุณหภูมิได้ถึง 1300 oC และที่อุณหภูมิต่ำถึง -250oC มีค่าความเป็นเชิงเส้นสูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมคัปเปิลชนิดอื่น ให้แรงดันไฟฟ้าทางด้านเอาต์พุตสูง (ให้อัตราการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าต่ออุณหภูมิดีกว่าแบบอื่นหรือมีค่าความชันใกล้ 1) สามารถใช้กับงานที่มีการแผ่รังสีความร้อน (thermal radiation) ได้ ไม่เหมาะกับงานในสภาวะสุญญากาศ (ยกเว้นการใช้งานในช่วงเวลาสั้น)

เทอร์โมคัปเปิลแบบ T เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิในย่านต่ำ เช่น การวัดอุณหภูมิในห้องเย็น (cold storage) และตู้แช่แข็ง (freezer) มีสเถียรภาพในการวัดที่ดี สามารถทนต่อบรรยากาศที่มีการกัดกร่อนและมีความชื้นได้ดี ไม่เหมาะกับงานที่ต้องสัมผัสกับการแผ่รังสีความร้อนโดยตรง

เทอร์โมคัปเปิลแบบ E มีคุณสมบัติคล้ายเทอร์โมคัปเปิลแบบ K แต่ให้แรงดันไฟฟ้าทางด้านเอาต์พุตสูงกว่า มีย่านอุณหภูมิใช้งานอยู่ระหว่าง -250 oC ถึง 870 oC

 หากจำเป็นต้องใช้เทอร์โมคัปเปิลในสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมแต่อยู่ในย่านอุณหภูมิใช้งาน เช่น การใช้งานในสภาวะกัดกร่อน หรือมีความชื้นสูง ควรป้องกันเทอร์โมคัปเปิลด้วยโพรบ (probe) หรือ ปลอกโลหะ (metal sheath/protective sheath) ซึ่งเรียกว่า ชีตเทอร์โมคัปเปิล (sheath thermocouple) เพื่อใช้สัมผัสกับตัวกลางใด ๆ ที่ต้องการวัดอุณหภูมิโดยไม่เกิดการเสียหาย ช่วยยืดอายุการใช้งาน

อุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับการติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลเพื่อวัดอุณหภูมิในกระบวนการ ได้แก่ หัวเชื่อมต่อ (Connecting head/Junction box/Terminal box) (บางครั้งเรียกว่า หัวกะโหลก) ซึ่งอุปกรณ์นี้สามารถป้องกันน้ำและฝุ่นละอองได้ วัสดุที่ใช้ทำหัวเชื่อมต่อ ได้แก่ อะลูมิเนียมอัลลอยด์ เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป และเบคาไลท์ (Bakelite) เหมาะสำหรับการใช้งานภายใต้อุณหภูมิสูงพิเศษ เป็นต้น  ลักษณะตัวอย่างของเทอร์โมคัปเปิลที่ใช้งานในอุตสาหกรรมแสดงในรูป 

 

รูปที่ 3 เทอร์โมคัปเปิลรูปแบบต่าง ๆ

 (ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555 )

 

     ในการใช้งานจริงบางครั้งระยะทางระหว่างจุดวัดและระบบควบคุมหรืออุปกรณ์แสดงผลอยู่ไกลกัน ไม่นิยมใช้สายเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อโดยตรงเนื่องจากมีราคาแพง โดยสายที่นำมาใช้เชื่อมต่อนี้ ต้องมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าตามอุณหภูมิ (thermoelectric) เหมือนกับเทอร์โมคัปเปิล ในการเลือกใช้สายต่อควรเลือกสายที่มีคุณสมบัติคล้ายกับโลหะของลวดเทอร์โมคัปเปิลแต่ละชนิด และเลือกให้เหมาะสมกับสภาวะแวดล้อมบริเวณใช้งาน จึงจะไม่ทำให้ค่าอุณหภูมิที่วัดได้คลาดเคลื่อน (error) ไปมาก ไม่ควรใช้สายไฟธรรมดาเชื่อมต่อเพราะจะทำให้อุณหภูมิที่วัดได้คลาดเคลื่อน 

 การเลือกใช้วัสดุทำเป็นฉนวนหุ้มสายเทอร์โมคัปเปิล ควรเลือกใช้ตามย่านการวัดและสภาวะแวดล้อมการใช้งาน

  • พีวีซี เหมาะสำหรับการใช้งานในสถานเปียกชื้นและมีอุณหภูมิต่ำ (-20oC ถึง 100oC) เช่น ห้องเย็น
  • ซิลิโคนและเทฟลอน เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิประมาณ 200oC และมีสภาพเปียกชื้น อย่างไรก็ตาม ซิลิโคนไม่มีความทนทานต่อรอยขีดข่วน
  • ไฟเบอร์กล๊าส เหมาะสำหรับงานที่มีอุณหภูมิสูง (0oC ถึง 270oC) และ
  • สแตนเลสชีลด์ เหมาะสำหรับงานที่ต้องการการป้องกันสัญญาณรบกวน หรืองานที่ต้องเคลื่อนย้ายบ่อย ภายใต้สภาวะใช้งานที่อุณหภูมิสูง (0oC ถึง 270oC)

 

ที่มา: การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)

 

 

 

 

 

 

 



(เข้าชม 0 ครั้ง)

คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
สมัครสมาชิก