يُعد قياس درجة الحرارة أحد الجوانب الحاسمة في التحكم بالعمليات الصناعية. ويُعتبر كل من كاشف درجة الحرارة المقاوم (RTD) والمزدوجة الحرارية (TC) من أكثر أجهزة استشعار درجة الحرارة شيوعًا. ولكل منهما مبدأ تشغيله ونطاق قياسه وخصائصه الخاصة. ويُسهم الفهم الشامل لخصائصهما في تبديد الشكوك واتخاذ قرارات مدروسة بشأن التحكم بالعمليات. فعلى سبيل المثال، قد يتساءل المرء عن كيفية اختيار بديل لجهاز RTD الحالي عند الحاجة إلى استبداله، فهل يُناسب استخدام مقاومة حرارية أخرى أم أن المزدوجة الحرارية أفضل؟
RTD (مستشعر درجة الحرارة المقاوم)
يعمل جهاز RTD على مبدأ تغير المقاومة الكهربائية للمادة المعدنية بتغير درجة الحرارة. يُصنع عادةً من البلاتين، ويُظهر جهاز RTD Pt100 علاقة خطية تقريبًا بين المقاومة ودرجة الحرارة، حيث تُقابل 100 أوم درجة حرارة 0 درجة مئوية. يتراوح نطاق درجة الحرارة المناسب لجهاز RTD بين -200 درجة مئوية و850 درجة مئوية. مع ذلك، يمكن تحسين أدائه بشكل أكبر إذا كان نطاق القياس ضمن 600 درجة مئوية.
ترموكبل
المزدوجة الحرارية جهاز يُستخدم لقياس درجة الحرارة عبر تأثير سيبك. تتكون من معدنين مختلفين متصلين من طرفيهما. يتولد جهد كهربائي يتناسب مع فرق درجة الحرارة بين الوصلة الساخنة (حيث يتم القياس) والوصلة الباردة (التي تُحفظ عند درجة حرارة منخفضة). تُصنف المزدوجات الحرارية، وفقًا لتركيبة المواد المستخدمة، إلى فئات عديدة تؤثر على نطاق درجة حرارتها وحساسيتها. على سبيل المثال، يُعد النوع K (نيكل كروم - نيكل سيليكون) مناسبًا للاستخدام حتى 1200 درجة مئوية تقريبًا، بينما يُمكن للنوع S (بلاتين 10% روديوم - بلاتين) القياس حتى 1600 درجة مئوية.
مقارنة
نطاق القياس:تكون أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة (RTD) فعالة في نطاق درجات الحرارة من -200 إلى 600 درجة مئوية. أما المزدوجات الحرارية فهي مناسبة لقياس درجات الحرارة القصوى من 800 إلى 1800 درجة مئوية حسب تدريجها، ولكن لا يُنصح باستخدامها عمومًا للقياسات التي تقل عن 0 درجة مئوية.
يكلف:عادةً ما تكون الأنواع الشائعة من المزدوجات الحرارية أقل تكلفة من أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة (RTD). مع ذلك، قد تكون المزدوجات الحرارية عالية الجودة المصنوعة من مواد ثمينة باهظة الثمن، وقد يتأثر سعرها بتقلبات سوق المعادن الثمينة.
دقة:يُعرف جهاز RTD بدقته العالية وقابليته للتكرار، مما يوفر قراءات دقيقة لدرجة الحرارة للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة. أما المزدوجة الحرارية فهي عمومًا أقل دقة من جهاز RTD، كما أنها ليست فعالة جدًا في نطاق درجات الحرارة المنخفضة (أقل من 300 درجة مئوية). ويمكن تحسين الدقة باستخدام تدريجات أدق.
وقت الاستجابة:يتميز المزدوج الحراري بوقت استجابة أسرع مقارنة بـ RTD، مما يجعله أكثر مرونة في تطبيقات العمليات الديناميكية حيث تتغير درجة الحرارة بسرعة.
المخرجات:عادةً ما يُظهر خرج المقاومة في أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة (RTD) أداءً أفضل من حيث الاستقرار والخطية على المدى الطويل مقارنةً بإشارة الجهد في أجهزة قياس درجة الحرارة الحرارية. ويمكن تحويل خرج كلا النوعين من أجهزة استشعار درجة الحرارة إلى إشارة تيار تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، بالإضافة إلى إمكانية الاتصال الذكي.
من المعلومات المذكورة أعلاه، نستنتج أن العامل الحاسم في اختيار نوع المستشعر بين مقياس درجة الحرارة المقاوم (RTD) والمزدوجة الحرارية هو نطاق درجة حرارة التشغيل المراد قياسها. يُعد مقياس درجة الحرارة المقاوم (RTD) المستشعر المفضل في نطاق درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة لأدائه المتميز، بينما تتميز المزدوجة الحرارية بقدرتها على العمل بكفاءة في درجات حرارة أعلى من 800 درجة مئوية. وبالعودة إلى الموضوع، ما لم يكن هناك تعديل أو تغيير في درجة حرارة تشغيل العملية، فمن غير المرجح أن يؤدي استبدال المزدوجة الحرارية إلى فائدة أو تحسين ملحوظ مقارنةً بتطبيق مقياس درجة الحرارة المقاوم (RTD) الأصلي. لا تتردد في التواصل معنا.شنغهاي وانغيوانفي حال وجود أي مخاوف أو طلبات أخرى تتعلق بـ RTD و TR.
تاريخ النشر: 30 ديسمبر 2024