รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (thermocouple) - know2pro.com

26
เเเเเเเเเเเเเเ (Thermocouple) เเเเเเเเเเเเเเ เเเ เเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเเเเ ภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภภ ภภภภ เเเเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเ เ.เ. 2364 เเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเเเ เเเเเ เเเเเเเ เเ เเเ ( Thomas Johann Seebeack ) เเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเ 2 เเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเ 1 เเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเ 2 เเเเเเเ 2 เเเเ เเเเ เเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเ เเเเเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเ เเเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเ เเเเเเ เเเเเเเ เเเ. เเเเเเเเเ เเเเเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเ เเเเเเเเเ เเเเเเเเเเ . เเเเเเเเเเเเเเเเ เเเเเเเเเเเเเ 1

Upload: namtenonu

Post on 16-Nov-2014

152 views

Category:

Documents


14 download

DESCRIPTION

รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

TRANSCRIPT

Page 1: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

เทอร์�โมคัปเป�ล (Thermocouple)

เทอร์�โมคัปเป�ล คั�อ อ�ปกร์ณ์�วัดอ�ณ์หภู�ม�โดยใช้�หลกการ์เปล��ยนแปลงอ�ณ์หภู�ม�หร์�อคัวัามร์�อนเป"นแร์งเคัล��อนไฟฟ%า

ภูาพแสดงลกษณ์ะของเทอร์�โมคัปเป�ลท��ใช้�งานจร์�ง

เทอร์�โมคับเป�ลน-น ถู�กคั�นพบในป/ พ.ศ. 2364 โอยนกฟ�ส�กส� ช้าวัเยอร์มนช้��อ โทมส โจฮานน� ซี�เบคั ( Thomas Johann Seebeack )

ได�คั�นพบวั3า เม��อต่3อโลหะ 2 ช้น�ดเข�าด�วัยกน ต่ามร์�ปท�� 1 ให�ม�ร์อยต่3อ ร์ะหวั3างโลหะ 2 ช้น�ดน�- 2 แห3ง แล�วัท5าให�ร์อยต่3อท-งสองม�อ�ณ์หภู�ม�ต่3างกน จะเก�ดกร์ะแสไฟฟ%าขนาดอ3อนๆ ไหลภูายในวังจร์การ์ ท��เก�ดกร์ะแสไฟฟ%าไหลได�น�- เน��องจากม�คัวัามแต่กต่3างศกย�เก�ดข7-นท��ร์อยต่3อแต่3ละแห3ง และ ม�ข -วัต่ร์ง ข�ามกน. โดยท��แร์งดนข-วัร์อย ต่3อร์�อนจะส�งกวั3า แร์งดนท��ร์อยต่3อ เย8น . คัวัามต่3างศกย�ท�� เก�ดข7-น บนร์อยต่3อของโลหะน�-เร์าเร์�ยก วั3า " แร์งดนไฟฟ%าซี� เบคั " ( Seebeck

EMF ) ผลต่3าง ของแร์งดนท��เก�ดข7-นน�-ท5าให� เก�ดเป"นแร์งดนจ5านวันหน7�งท��ท5าให�ม�กร์ะแสไหลก8ได�.

1

Page 2: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ร์�ปท�� 1 วังจร์พ�-นฐานของเทอร์�โมคัปเป�ล

แร์งดนท��เก�ดข7-นม�คั3าน�อยมาก โดยปกต่�จะม�คั3าปร์ะมาณ์ 0.2 - 0.3

ม�ลล�โวัลต่�เท3าน-น. ซี7�งข7-นอย�3กบช้น�ดของโลหะท��น5ามา จบคั�3ด�วัย ได�ม�ผ��ทดลองจบคั�3โลหะช้น�ดต่3างๆ เพ��อท5าเป"นเทอร์�โมคัปเป�ล ส5าหร์บงานแต่3ละแบบไวั�หลายคั�3 แต่3ละคั�3จะเร์�ยกช้��อต่าม ต่วัอกษร์ภูาษาองกฤษ

        ดง ท��กล3าวัมาแล�วั Thermocouple ท5ามาจากโลหะ 2 ช้น�ด ถู�าหากวั3าม�การ์เปล��ยนช้น�ดของโลหะด�านใดด�านหน7�ง หร์�อท-ง 2 ด�านให�ต่3างช้น�ดไป ก8จะได�แร์งดนท��ต่3างกนไปแม�จะวัดในอ�ณ์หภู�ม�เด�ยวักน เก�ดเป"น Thermocouple ต่3างช้น�ด ดงน�-

Type ส3วันผสมย3านอ�ณ์หภู�ม� แร์งเคัล��อน

mVC F

B

แพลท�นม- 30 %

โร์เด�ยม / แพลท�นม-6 %

โร์เด�ยม

0 – 1820

32 -3310

0 – 13.814

Rแพลท�นม /13 %

โร์เด�ยม แพลท�นม-50 - 1768

-60 - 3210

- 2.26 –21.108

S

แพลท�นม / 10

% โร์เด�ยม แพลท�นม

-50 - 1768

-60 - 3210

0.236 – 18.698

Jเหล8ก / คัอนส

แต่นแต่น-210 - 760

-350 - 1400

-8.096 - 42.992

2

Page 3: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

K โคัร์เมล / อล�เมล -270 - 1372

-450 - 2500

-6.458 - 54.872

Tทองแดง /คัอนส

แต่นแต่น -270 – 400

-450 - 750

-6.258 – 20.869

Eโคัร์เมล / คัอนส

แต่นแต่น-270 - 1000

-450 - 1830

-9.835 – 76.358

ต่าร์างแสดงย3านอ�ณ์หภู�ม�และแร์งเคัล��อนของเทอร์�โมคัปเป�ลแต่3ละช้น�ด

3

Page 4: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

คั�ณสมบัติ�ของเทอร์�โมคัปเป�ลแบับัมาติร์ฐาน(Characteristic of Standard Thermocouples)

1.คัวามไว (Sensitivity) จากต่าร์างแร์งเคัล��อนของ NBS

แสดงวั3าย3านของแร์งเคัล��อนจากเทอร์�โมคัปเป�ลจะม�คั3าน�อยกวั3า 100

mV แต่3คัวัามไวัท��แท�จร์�งในการ์ใช้�งานจะข7-นอย�3กบการ์ใช้�วังจร์ปร์บสภูาพสญญาณ์และต่วัเทอร์�โมคัปเป�ลเอง

ร์�ปท��5 แสดงโคัร์งสร์�างของเทอร์�โมคัปเป�ล

2.โคัร์งสร์�าง (Construction) โคัร์งสร์�างของเทอร์�โมคัปเป�ลม�ลกษณ์ดงร์�ปท��5 โดยต่�องม�ลกษณ์ะดงน�-คั�อ: ม�คัวัามต่�านทานต่5�า ให�สมปร์ะส�ทธิ์�>อ�ณ์หภู�ม�ส�ง ต่�านทานต่3อการ์เก�ดออกไซีด�ท��อ�ณ์หภู�ม�ส�งๆ ทนต่3อสภูาวัะแวัดล�อมท��น5าไปใช้�วัดคั3า และเป"นเช้�งเส�นส�งท��ส�ดเท3าท��จะเป"นไปได� ต่วัฝั@กหร์�อท3อป%องกนส3วันมากจะท5าจากแสต่นเลส คัวัามไวัของเทอร์�โมคัปเป�ลข7-นอย�3กบคัวัามหนาของท3อป%องกนท-งเยอร์มนเน�ยมและซี�ล�คัอนจะท5าให�คั�ณ์สมบต่�การ์เก�ดเทอโมอ�เล8กทร์�กจ7งใช้�กนมากในอ�ปกร์ณ์�ท5าคัวัามเย8น (peltier element) มากกวั3าท��จะใช้�เป"นเทอร์�โมคัปเป�ลวัดอ�ณ์หภู�ม�

ขนาดของสายเทอร์�โมคัปเป�ลก5าหนดได�จากการ์ใช้�งานแต่3ละอย3าง และม�ขนาดจาก #10 ในสภูาวัะแวัดล�อมท��ไม3คังท�� จนถู7งขนาด # 30

4

Page 5: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

หร์�อแม�กร์ะท�ง 0.02 mm ซี7�งเป"นสายแบบไมโคัร์ไวัร์�(microwire) ท��ใช้�กบการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�การ์กล�นในงานทางช้�วัวั�ทยา

3.ย่�านการ์ใช้�งาน (Range) ย3านอ�ณ์หภู�ม�การ์ใช้�งานและคัวัามไวัในการ์วัดของเทอร์�โมคัปเป�ล แต่3ละต่วั จะแต่กต่3างกนต่ามแต่3ละสมาคัมจะก5าหนด ในส3วันท��ส5าคัญคั�อคั3าแร์งเคัล��อนท��ออกมาจากแต่3ละอ�ณ์หภู�ม� จะต่�องอ�างอ�งกบต่าร์างคั3ามาต่ร์ฐานของแต่3ละสมาคัมท��ใช้�ให�ถู�กต่�องเป"นเอกภูาพเด�ยวักนหมดท-งร์ะบบ

4. เวลาติอบัสนอง (Time Response) เวัลาต่อบสนองของเทอร์�โมคัปเป�ลข7-นอย�3กบขนาดของสายและวัสด�ท��น5ามาท5าท3อป%องกนต่วัเทอร์�โมคัปเป�ล

5.การ์ปร์บัสภาพสญญาณ (Signal Conditioning)

ปกต่�แร์งเคัล��อนของเทอร์�โมคัปเป�ลจะม�ขนาดน�อยมากจ7งจ5าเป"นต่�องม�การ์ขยายสญญาณ์โดยใช้�ออปแอมปAขยายคัวัามแต่กต่3างท��ม�อต่ร์าขยายส�งๆ การ์ใช้�งานเทอร์�โมคัปเป�ลมาติร์ฐาน (Characteristic in Application of Thermocouple Standard Type)

ในป@จจ�บน พบวั3าม�เทอร์�โมคัปเป�ลมาต่ร์ฐานอย�3 7 ช้น�ดต่ามมาต่ร์ฐานของ ANSI และ ASTM โดยการ์จ5าแนกต่ามปร์ะเภูทของวัสด�ท��ใช้�ท5าได�แก3

1. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั S ปร์ะด�ษฐ�โดยนาย Le Chatelier ในป/ 1886ข�อดี&ของแบับั S

เหมาะกบการ์ใช้�งานในสภูาวัะท��เก�ดปฏิ�ก�ร์�ยาเคัม�แบบออกซี�ไดซี�ง(oxidizing)

เหมาะกบการ์ใช้�งานในสภูาวัะงานเฉื่��อย (inert) คั�องานท��ไม3เปล��ยนแปลงปฏิ�ก�ร์�ยาใดๆ ได�ง3าย ๆ

น�ยมใช้�กบงานวัดต่วัแปร์ท��ม�อ�ณ์หภู�ม�ส�ง เช้3น เต่าหลอมเหล8ก

5

Page 6: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่3อเน��องได�จากช้3วัง 0 ถู7ง 15500c และอ�ณ์หภู�ม�ช้3วังส-นได�จากช้3วังปร์ะมาณ์ –50 ถู7งปร์ะมาณ์ 17000c

หากอย�3ภูายใต่�สภูาวัะท��เหมาะสมจะให�คัวัามเท��ยงต่ร์งส�งท��ส�ด ใช้�ในการ์สอบเท�ยบ ต่-งแต่3จ�ดแข8งต่วัของแอนต่�โมน� (630.740c)

จนถู7งจ�ดแข8งต่วัของทองแดง (1064.430c) ต่ามมาต่ร์ฐาน IPTS 68

ข�อเส&ย่ของแบับั S ต่�องใช้�ท3อป%องกนในท�กสภูาวัะบร์ร์ยากาศ ไม3เหมาะกบงานท��ม�ปฏิ�ก�ร์�ยาแบบร์�ด�วัซี�ง (reduzing)

ไม3เหมาะกบงานท��เป"นส�ญญากาศ(vacuum)

ไม3เหมาะกบงานท��ม�ไอโลหะ เช้3น สงกะส� ต่ะก�วั ไม3เหมาะกบงานท��ม�ไอของอโลหะ เช้3น จ5าพวัก อาเซีน�ก ซีลเฟอร์�

ฟอสฟอร์ส เพร์าะจะม�อาย�การ์ใช้�งานส-นลง2. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั R เป"นแบบท��เหมาะกบการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ส�ง ๆ

ข�อดี&ของแบับั R

ให�แร์งเคัล��อนทางด�านเอาท�พ�ต่ส�งกวั3าแบบ S

วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่3อเน��องได�จากช้3วัง 0 ถู7ง 16000c

วัดอ�ณ์หภู�ม�ช้3วังส-นได�จากช้3วัง-50 ถู7งปร์ะมาณ์ 17000c

เหมาะกบการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ส�งๆ เช้3น ในเต่าหลอมเหล8ก อ�ต่สาหกร์ร์มแก�วั

ทนทานต่3อการ์กดกร์3อน และให�เสถู�ยร์ภูาพของอ�ณ์หภู�ม�ท��ด� ส3วันลกษณ์ะข�อเส�ยเช้3นเด�ยวักบแบบ S แต่3ส3วันท��เพ��มเต่�มคั�อ ให�คัวัามเป"นเช้�งเส�นต่5�าเพ��ม อ�ณ์หภู�ม�ต่5�ากวั3า 5400c

3. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั B ผล�ต่คัร์-งแร์กเม��อป/ 1954 ในปร์ะเทศเยอร์มนข�อดี&ของแบับั B

6

Page 7: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่3อเน��องได�จากช้3วังปร์ะมาณ์ 100 ถู7งปร์ะมาณ์ 16000c

วัดอ�ณ์หภู�ม�ช้3วังส-นได�จากช้3วังปร์ะมาณ์ 50 ถู7งปร์ะมาณ์ 17500c

แข8งแร์งกวั3าแบบ S และแบบ R เหมาะกบการ์ใช้�งานในสภูาวัะท��ม�ปฏิ�ก�ร์�ยาแบบออกซี�ไดซี�งและ

สภูาวัะเฉื่��อย ให�คัวัามเป"นเช้�งเส�นของสญญาณ์ (linearity) ด�ข�อเส&ย่ของแบับั B

ให�แร์งเคัล��อนของไฟฟ%าน�อยกวั3าแบบอ��น ๆ เม��อวัดอ�ณ์หภู�ม�ท��เง��อนไขเด�ยวักน

ไม3เหมาะกบสภูาวัะท��ก3อให�เก�ดปฏิ�ก�ร์�ยาแบบร์�ด�วัซี�ง ไม3เหมาะกบสภูาวัะท��เป"นส�ญญากาศ ไม3เหมาะกบสภูาพงานท��ม�ไอของโลหะและอโลหะเช้3นเด�ยวักบแบบ

R และ S ให�คั3าแร์งเคัล��อนไฟฟ%าสองคั3า (double value region)จาก

อ�ณ์หภู�ม�ในช้3วัง 0-42 0c(ดงร์�ปต่วัอย3างด�านล3าง) ท5าให�ไม3สามาร์ถูทาร์าบได�วั3าท��แร์งเคัล��อนไฟฟ%าน-นม� อ�ณ์หภู�ม�เป"นเท3าใด เช้3นท��อ�ณ์หภู�ม� 00c จะแร์งเล��อนไฟฟ%าเท3ากบ 420c

ให�คัวัามช้น(การ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนต่3ออ�ณ์หภู�ม�) ของสญญาณ์ต่5�ากวั3าแบบอ��น ๆ

4. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั J พบวั3าหากใช้�แพลท�นมมาท5าเป"นเทอร์�โมคัปเป�ลคัวัามคั��มท�นก8ลดลงไป ดงน-นเพ��อท��จะท5าให�เทอร์�โมคัปเป�ลร์าคัาถู�กลง จ7งใช้�วัต่ถู�ธิ์าต่�อ��นท��ม�ร์าคัาถู�กกวั3ามาทดแทนแพลท�นม โดยร์หสส�ต่ามมาต่ร์ฐาน BS ม�ดงน�- ถู�าข -วับวัก จะเป"นส�ด5า ข -วัลบจะเป"นส�ขาวั ท-งต่วัจะเป"นส�ด5า

คัวัามแน3นอนต่ามมาต่ร์ฐาน BS 1797 Part 30 ,

1993 ได�แก3

7

Page 8: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

1. Class 1 = -400C ถู7ง +7500C 0.004 x t หร์�อ 1.50C

2. Class 2 = -400C ถู7ง + 7500C 0.0075 x t หร์�อ 2.50C

เม��อ t คั�อ อ�ณ์หภู�ม�จร์�งข�อดี&ของแบับั J

ให�อต่ร์าการ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนไฟฟ%าต่3ออ�ณ์หภู�ม�ได�ด� ม�ร์าคัาถู�กกวั3าแบบท��ท5าจากธิ์าต่�บร์�ส�ทธิ์�> ต่ามมาต่ร์ฐาน BS 7937 Part 30 สามาร์ถูวัดอ�ณ์หภู�ม�ได�ต่3อ

เน��องจากช้3วังปร์ะมาณ์ –210 ถู7ง 12000c

เหมาะกบสภูาพงานท��เป"นส�ญญากาศงานท�� งานท��ก3อให�เก�ดปฏิ�ก�ร์�ยาออกซี�ไดซี�ง และงานท��อย�3ในสภูาพเฉื่��อย เม��ออ�ณ์หภู�ม�ไม3เก�น 7600c

น�ยมใช้�ในอ�ต่สาหกร์ร์มพลาสต่�ก เป"นแบบท��น�ยมใช้� ร์าคัาไม3แพง

ข�อเส&ย่ของแบับั J วัดอ�ณ์หภู�ม�ได�ต่5�ากวั3าแบบ T

ไม3เหมาะสมมากนกกบงานท��ม�อ�ณ์หภู�ม�ต่5�ากวั3า 00c

หากวัดท��อ�ณ์หภู�ม�ส�งกวั3า 5380c จะเก�ดปฏิ�ก�ร์�ยาออกซี�ไดซี�งท��สายซี7�งท5าจากเหล8กด�วัยอต่ร์าส�ง

หากใช้�งานนานเก�นช้3วัง 20 ป/ ส3วันผสมทางเคัม� คั�อ แมงกาน�สในเหล8กจะเพ��มข7-น 0.5% ท5าให�คั�ณ์สมบต่�ของแร์งเคัล��อนไฟฟ%าเปล��ยนแปลงต่ามไปด�วัย

5. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั K ธิ์าต่�หน7�งท��เป"นฐานส5าหร์บการ์สร์�างคั�อ น�กเก�ล เทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ดน�-เร์��มผล�ต่ให�เป"นมาต่ร์ฐานต่-งแต่3ป/ คั.ศ.

1916 โดยพ�-นฐานการ์ผล�ต่ ข-วัหน7�งจะเป"นน�กเก�ลท��เจ�อปนด�วัยอะล�ม�เน�ยมส3วันอ�กด�านท��เจ�อปนด�วัยโคัร์เม�ยม เพร์าะวั3าในป/ คั.ศ. 1916

ยงไม3สามาร์ถูสร์�าง

8

Page 9: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

น�เก�ลลบบร์�ส�ทธิ์�>ได�จ7งได�เต่�มสาร์ไม3บร์�ส�ทธิ์�>ต่3าง ๆ ในส3วันผสมของวัสด�ช้น�ด K แต่3ในป@จจ�บนได�ม�การ์ร์ะมดร์ะวังส3วันผสมท��จะท5าให�เก�ดคัวัามไม3บร์�ส�ทธิ์�>ดงกล3าวัเพ��อเหต่�ผลในการ์บ5าร์�งร์กษาและสอบเท�ยบ

ด�วัยเหต่�น�-เทอร์�มคัปเป�ลช้น�ด K ท��ก5าหนดเป"นคั3ามาต่ร์ฐานจะไม3ใช้�โลหะผสมแต่3โดยท�วัไปจะผสมธิ์าต่�พ�เศษเข�าไปเพ��อปร์บปร์�งคั�ณ์ภูาพของแร์งเคัล��อน/อ�ณ์หภู�ม�ของจ�ดหลอมละลายท��ก5าหนดไวั�ข�อคัวัร์ร์ะวังในการ์ใช้�งานของช้น�ด K ม�ดงน�-

1. ข-วัลบของเทอร์�โมคัปเป�ลจะเป"นวัสด�เฟอร์�โร์แมกเนต่�ก (เหล8กท��เป"นสาร์แม3เหล8ก) ท��อ�ณ์หภู�ม�ห�อง แต่3ท��จ�ดคั�วัร์�ของมน ( curie

point คั�ออ�ณ์หภู�ม�ท��มนเปล��ยนจากคั�ณ์สมบต่�เหล8กไปเป"นแม3เหล8ก) อย�3ในช้3วังท��ใช้�งานพอด� ท5าให�เก�ดการ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนทางเอาต่�พ�ต่อย3างทนท�ทนใด ย��งไปกวั3าน-นพบวั3าจ�ดคั�วัร์�ดงกล3าวัจะข7-นอย�3กบคัวัามเข�มข�นของโลหะผสม จ�คั�วัร์�น�-จะเปล��ยนคั�ณ์สมบต่�จากเทอร์�โมคัปเป�ลต่วัหน7�งให�เป"นเทอร์�โมคัปเป�ลอ�กต่วัหน7�ง ดงน-นจ7งต่�องทดลองหาการ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนท��ไม3ทร์าบคั3า ณ์ อ�ณ์หภู�ม�ท��เร์าไม3ทร์าบคั3าน�-

2. ท��อ�ณ์หภู�ม�ส�ง ๆ (ช้3วัง 2000c ถู7ง 6000c )เทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ด K จะม�ผลของฮ�สเต่อร์�ร์�ซี�สเก�ดข7-นขณ์ะท��มนอ3านคั3าเม��ออ�ณ์หภู�ม�เพ��มข7-นและในช้3วังท��อ�ณ์หภู�ม�ลดลง ซี7�งเป"นช้3วังท��ไม3สามาร์ถูจะคัาดเดาการ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนได�

3. ท��อ�ณ์หภู�ม� 10000c ข-วัของเทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ด K จะเก�ดออกไซีด� เป"นเหต่�ให�ม�การ์เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อน

4. การ์ใช้�โคับอลต่�เป"นโลหะผสมส5าหร์บเทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ด K จะท5าให�เก�ดป@ญหาในอ�ต่สาหกร์ร์มน�วัเคัล�ยร์� หร์�อในพ�-นท��อ��น ๆ ท��ม�ฟลกซี�น�วัต่ร์อนส�ง ๆ ธิ์าต่�บางต่วัจะร์บเอาการ์ปลดปล3อยน�วัเคัล�ยร์� จ7งท5าให�เปล��ยนแปลงแร์งเคัล��อนทางด�านเอาต่�พ�ต่

ย3านการ์ท5างานและคัวัามแน3นอนของเทอร์�โมคัปเป�ลในงานอ�ต่สาหกร์ร์ม ท��ก5าหนดโดยมาต่ร์ฐาน IEC 584( ร์หสส5าหร์บการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�โดยใช้�เทอร์�โมคัปเป�ล) ช้3วังนการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่3อเน��องของเทอร์�โมคัปเป�ลแบบน�-จะเป"น –2700c ถู7ง +1,3700c

9

Page 10: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

โดยม�ร์ะดบคัวัามแน3นอนซี7�งก5าหนดโดยมาต่ร์ฐาน IEC 584

(ต่าร์างอ�างอ�งส5าหร์บเทอร์�โมคัปเป�ลนานาช้าต่� เป"นดงน�-1. Class 1 = -400C ถู7ง +1,0000C 0.004 x t

หร์�อ 1.50C

2. Class 2 = -400C ถู7ง + 1,2000C 0.0075 x t

หร์�อ 2.50C

3. Class 1 = -2000C ถู7ง +400C 0.015 x t

หร์�อ 2.50C

เม��อ t อ�ณ์หภู�ม�จร์�งท��ท5าการ์วัดร์หสส�ส5าหร์บสายเทอร์�โมคัปเป�ลก5าหนดโดยมาต่ร์ฐาน BS 4937

part 30 ,1993(ร์หสส�ต่ามมาต่ร์ฐานองกฤษส5าหร์บสายช้ดเช้ยแบบคั�3ของเทอร์�โม

คัปเป�ล) ส5าหร์บช้น�ด K ข-วับวักจะเป"นส�เข�ยวั ข-วัลบจะเป"นส�ขาวั ถู�าต่ลอดท-งต่วัจะเป"นส�เข�ยวั ส3วันสายช้ดเช้ยสญญาณ์ (ช้น�ด vx) ก8เหม�อนกบส�ด�านบนท��กล3าวัมา โดยสร์�ป

ข�อดี&ของแบับั K เป"นแบบท��น�ยมใช้�แพร์3หลายมากท��ส�ด ส5าหร์บการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ช้3วังส-น ๆ จะวัดได�จาก –1800c ถู7ง

ปร์ะมาณ์ 1,3500c

สามาร์ถูใช้�วัดในงานท��ม�ปฏิ�ก�ร์�ยาออกซี�ไดซี�ง หร์�อสภูาวัะแบบเฉื่��อย(inert) ได�ด�กวั3าแบบอ��น ๆ

สามาร์ถูใช้�กบสภูาพงานท��ม�การ์แผ3ร์งส�คัวัามร์�อนได�ด� ให�อต่ร์าการ์เปล��ยนแร์งเคัล��อนไฟฟ%าต่3ออ�ณ์หภู�ม�ด�กวั3าแบบอ��น

ๆ (คัวัามช้นเก�อบเป"น 1) และม�คัวัามเป"นเช้�งเส�นมากท��ส�ดในบร์ร์ดาเทอร์�โมคัปเป�ลด�วัยกน

ข�อเส&ย่ของแบับั K

ไม3เหมาะกบการ์วัดท��ต่�องสมผสกบปฏิ�ก�ร์�ยาร์�ด�วัซี�งและออกซี�ไดซี�งโดยต่ร์ง

ไม3เหมาะกบงานท��ม�ไอของซีลเฟอร์�

10

Page 11: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ไม3เหมาะกบสภูาพงานท��เป"นส�ญญากาศ (ยกเวั�นจะใช้�ในช้3วังเวัลาส-นๆ)

หลงการ์ใช้�งานไป 30 ป/ ท5าให�ส3วันผสมทางเคัม�เปล��ยนไป เป"นผลท5าให�คั�ณ์สมบต่�ของแร์งเคัล��อนไฟฟ%าเปล��ยนไป

6. เทอร์�โมคัปเป�ลแบับั T

ข�อดี&ของแบับั T ด�กวั3าแบบ K ต่ร์งท��สามาร์ถูวัดอ�ณ์หภู�ม�ได�ต่5�ากวั3า น�น

คั�อเหมาะกบการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่5�ากวั3าจ�ดเย�อกแข8งของน5-า เช้3นในห�องเย8น ต่��แช้3แข8ง

ให�คัวัามแน3นอนในการ์วัดด�กวั3าแบบ K (ช้3วังท��ต่5�ากวั3า 1000c คัวัามแน3นอนจะเป"น 1%)

ม�เสถู�ยร์ภูาพในการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ด� การ์วัดสภูาพงานท��เป"นส�ญญากาศงานท��ม�ปฏิ�ก�ร์�ยาแบบ

ออกซี�ไดซี�งร์�ด�วัซี�งและงานท��ม�ปฏิ�ก�ร์�ยาแบบเฉื่��อยจะท5าได�ด� วัดอ�ณ์หภู�ม�อย3างต่3อเน��องได�จากช้3วัง –185 ถู7ง 3000c และ

วัดอ�ณ์หภู�ม�แบบช้3วังส-นๆ ได�จากช้3วัง –250 ถู7ง 400 0c

ทนต่3อบร์ร์ยากาศท��ม�การ์กดกร์3อนได�ด�

ข�อเส&ย่ของแบับั T

เป"นแบบท��วัดอ�ณ์หภู�ม�ช้3วังบวักได�น�อยกวั3าแบบอ��นๆ หากใช้�วัดอ�ณ์หภู�ม�ท��ส�งกวั3า 370 0c จะท5าให�เก�ดออกไซีมาก ไม3เหมาะกบการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ท��สมผสกบการ์แผ3ร์งส�คัวัามร์�อน

โดยต่ร์ง(ท5าให�ส3วันผสมของวัสด�ท��ใช้�ท5าเปล��ยนไป คั�ณ์สมบต่�ทางไฟฟ%าเปล��ยนไปด�วัย)

เม��อใช้�งานไปนาน ๆ ในช้3วัง 20 ป/ ส3วันผสมของน�เก�ลและสงกะส� จะเพ��มปร์ะมาณ์ 10% ท5าให�คั�ณ์สมบต่�ทางไฟฟ%าเปล��ยนแปลงไปเช้3นกน

11

Page 12: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

คั�ณ์สมบต่�ของแร์งเคัล��อนต่3ออ�ณ์หภู�ม�ไม3เป"นเช้�งเส�น (แต่3ก8ปร์บปร์�งได�จากวังจร์ปร์บสภูาพสญญาณ์)

7. เทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ดี E

ข�อดี&ของแบับั E ให�แร์งเคัล��อนไฟฟ%าส�งส�ดเม��อวัดอ�ณ์หภูม�เท�ยบกบแบบอ��น ๆ

ในสภูาวัะเด�ยวักน วัดอ�ณ์หภู�ม�ต่3อเน��องได�จากช้3วัง 0 ถู7ง 8000c

คั�ณ์สมบต่�อ��น ๆ คัล�ายกบแบบ Kการ์แก�ไขให�ร์ะบบวัดอ�ณ์หภู�ม�ด�วัยเทอร์�โมคัปเป�ลให�ท5างานได�ด�ข7-น ต่�องปฏิ�บต่�ดงน�-1.ใช้�สายเทอร์�โมคัปเป�ลขนาดใหญ3ท��ส�ดท��จะเป"นไปได� เพร์าะมนจะไม3พ3วังเอาคัวัามร์�อนออกจากพ�-นท��การ์วัดเข�ามา2. ถู�าต่�องการ์ใช้�สายขนาดเล8ก ๆ ให�ใช้�เฉื่พาะในขอบเขต่ท��ท5าการ์วัด และใช้�สายขยาย (extention wire) ในขอบเขต่ท��ไม3ม�การ์เปล��ยนแปลงอ�ณ์หภู�ม�กลางสาย3. หล�กเล��ยงคัวัามเคั�นทางกลและการ์ส�นสะเท�อนท��ม�ผลให�เก�ดคัวัามเคัร์�ยดในสาย

4.เม��อใช้�สายเทอร์�โมคัปเป�ลยาวั ๆ ให�ต่3อช้�ลด�ท��สายไปยงข-วัต่3อสายของด�จ�ต่อลโวัลต่�

ม�เต่อร์� และใช้�สายขยายสญญาณ์แบบบ�ดเกล�ยวั5.หล�กเล��ยงบร์�เวัณ์ท��เต่8มไปด�วัยการ์เปล��ยนแปลงของอ�ณ์หภู�ม�กลางสาย6.พยายามเล�อกสายเทอร์�โมคัปเป�ลในพ�กดอ�ณ์หภู�ม�ของมน7. ป%องกนวังจร์แปลง integrate A/D จากการ์ร์บกวัน8. ใช้�สายขยายเฉื่พาะท��อ�ณ์หภู ูม�ต่5�า ๆ และการ์เปล��ยนแปลงอ�ณ์หภู�ม�กลางสายน�อย ๆ

12

Page 13: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

9. ทดสอบและเก8บคั3าคัวัามต่�านทานของเทอร์�โมคัปเป�ลเก3า ๆ ไวั� พร์�อมกบวัดคั3าคัวัามต่�านทานของเทอร์�โมคัปเป�ลเก8บไวั�เป"นช้3วัง ๆ

การ์ใช้�งาน Thermocouple คัวัร์เล�อกใช้�งานให�เหมาะสมกบงานน-น ๆ ส��งท��คัวัร์คั5าน7งถู7งคั�อ

               - อ�ณ์หภู�ม�ส�งส�ดท��ใช้�งาน               - ร์าคัา               - การ์กดกร์3อนของสาร์เคัม�ท��สมผส               - ลกษณ์ะบร์ร์ยากาศท��ต่�ดต่-ง เช้3น Oxidizing ,

Reducing , Inert หร์�อ Vacuum

คัวามเหมาะสมในการ์ใช้�งาน

type

oxidizing

reducing

Inert

Vacuum

Sulfurous

Temp 0 C

ไอโลหะ

B ได� ไม3ได� ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได�

R ได� ไม3ได� ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได�

S ได� ไม3ได� ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได� ไม3ได�

J ได� ได� ได� ได� ไม3ได� > 500 C

ไม3ได� ได�

K ได� ไม3ได� ได� ไม3ได� ไม3ได� ได� ได�

T ได� ได� ได� ได� ไม3ได� ได� ได�

E ได� ไม3ได� ได� ไม3ได� ไม3ได� ได� ได�

                    Oxidizing : กร์ะบวันการ์ด7งออกซี�เจนจากภูายนอกเข�ามาท5าปฏิ�กร์�ยากบสาร์น-น                    Reducing : กร์ะบวันการ์ด7งออกซี�เจนจากภูายใน

13

Page 14: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ออกไปท5าปฏิ�กร์�ยากบสาร์ภูายนอก                    Inert : สภูาวัะเฉื่��อยท��ไม3เก�ดปฏิ�กร์�ยาทางเคัม�                     Vacuum : คั3าคัวัามดนต่5�ากวั3าบร์ร์ยากาศ

       การ์ เล�อกใช้�งาน Thermocouple ดงท��กล3าวัมาแล�วั ม�ข�อท��ต่�องคั5าน7งถู7งมาก ๆ แต่3โดยส3วันใหญ3ไม3คั3อยคั5าน7งถู7งเน��องจากการ์เข�าใจผ�ดมาต่ลอดคั�ออ�ณ์หภู�ม�ส�ง ส�ดของการ์ใช้�งาน โดยเข�าใจต่ามสเป"คัท��ม�โดยท�วัไป(ต่ามต่าร์างท��ได�มา) เช้3น    Thermocouple type K อ�ณ์หภู�ม�ส�งส�ดต่ามต่าร์างคั�อ 1372 องศา แต่3ในคัวัามเป"นจร์�ง Thermocouple type K จะวัดอ�ณ์หภู�ม�ได�ขนาดน-นต่�องคั5าน7งถู7ง 2

ส3วันคั�อ                     - ขนาด Element                    - Protection tubeในท��น�-จะกล3าวัถู7ง ขนาด Element ก3อนส3วันเร์��อง Protection จะกล3าวัถู7งในหวัข�อของเร์��องการ์เล�อกใช้� Protection tube

14

Page 15: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

        กร์าฟ ด�านบนแสดงถู7งขนาด Element ท��เหมาะสมกบอ�ณ์หภู�ม�ต่3าง เช้3น Thermocouple type K ต่�องการ์วัดอ�ณ์หภู�ม� 1000

องศา ต่�องเล�อกใช้�ขนาด Element 3.2 mm เท3าน-น หากเล�อกต่5�ากวั3าน�- อาย�การ์ใช้�งานจะส-น และ Element จะขาดง3าย และถู�าอ�ณ์หภู�ม�ส�งกวั3าน�-จะต่�องเล�อกช้น�ดของ Thermocouple เป"น Type R,S หร์�อ B

เท3าน-น พ�-นท��ส�แดงในกร์าฟ หากไม3จ5าเป"น ไม3แนะน5าให�ใช้�

จากร์ายละเอ�ยดท��ได�กล3าวัมาข�างต่�น สามาร์ถูสร์�ปคั�ณ์สมบต่� ข�อด� ข�อเส�ย ของเทอร์�โมคัปเป�ลได�เป"นต่าร์างดงน�-

ต่าร์างท�� 1 : เทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ดต่3าง ๆ ท��น�ยมใช้�กน

จากต่าร์างท�� 1 จะเห8นวั3าเทอร์�โมคัปเป�ลช้น�ด N ท��สร์�างจากโลหะผสมของน�กเก�ล - โคัร์เม��ยม - ซี�ล� กอน ( Nicrosil ) และ โลหะผสมของ น�เก�ล - ซี�ล�กอน ( Nisil ) น-น ม�เสถู�ยร์ภูาพต่3ออ�ณ์หภู�ม�ด�เย��ยม ม�อาย� การ์ใช้�งานยาวันานท��อ�ณ์หภู�ม�ส�ง ให�แร์งดนส�ง กวั3าเทอร์�โมคัปเป�ล อ�ณ์ภู�ม�ส�งๆ ด�วัยกน และ ร์าคัาถู�ก ท5าให�มนได� ร์บคัวัามน�ยมเพ��มข7-นเร์��อยๆ

คัวัามสมพนธิ์�ร์ะหวั3างการ์เปล��ยนแปลงอ�ณ์หภู�ม�ท��ร์อยต่3อของเทอร์�โมคัปเป�ล และ แร์งดน ผลลพธิ์�ท��ได�น -นไม3ได�เปล��ยน แปลงแบบเช้�งเส�น แต่3จะคัล�ายกร์าฟพาร์าโบลา ( parabolic curve ) ดงแสดงในร์�ปท�� 2

15

Page 16: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

. บร์ร์ดาผ��ผล�ต่จ7งต่�องแนบต่าร์าง คัวัามสมพนธิ์�ของแร์งดนอ�ณ์หภู�ม� ปร์ะจ5าเทอร์�โมคัปเป�ลแต่3ละช้น�ดให�ผ��ใช้�ทร์าบด�วัย.

ร์�ปท�� 2 คัวัามสมพนธิ์�ร์ะหวั3างคั3าอ�ณ์หภู�ม� และแร์งดนซี�เบคัท��เก�ดข7-นน-นไม3เป"นเช้�งเส�น แต่3เป"นแบบพาร์าโบล3า

ช้น�ดีของเทอร์�โมคัปเป�ล

เทอร์�โมคัปเป�ลส5าหร์บอ�ณ์หภู�ม�ส�งๆท��ใช้�งานจร์�งน-น ม�ร์�ปร์3างต่3างๆกน. แบบท��ง3ายท��ส�ดน-นอาจจะเป"นลวัดเส�นเล8ก ๆ สอง เส�นร์�อยผ3านฉื่นวันท��ท5าจากเซีร์าม�ก แล�วัเช้��อมปลายให�ต่�ดกน ดงร์�ปท�� 3. เทอร์�โมคัปเป�ลแบบน�-ใช้�ในเต่าเผาเคัร์��องเคัล�อบด�นเผา ขนาดเล8ก ๆได� แต่3ส5าหร์บการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ในสภูาพแวัดล�อมท��ม�การ์กดกร์3อนส�ง. หร์�อ เก��ยวัข�องกบปฏิ�กร์�ยาเคัม� เช้3น ไอของสาร์ เคัม�โลหะท��หลอมละลาย หร์�อ เปลวัไฟแล�วั จ5าเป"นท��จะต่�องห��มเทอร์�โมคัปเป�ล ด�วัยปลอกโลหะ แล�วับร์ร์จ�สาร์ท��เป"นฉื่นวันไฟฟ%า แต่3น5าคัวัามร์�อนได�ด�ไวั�ร์ะหวั3างกลาง ให� เทอร์�โมคัปเป�ลต่�ดต่-งอย�3แน3นหนากบปลอกโลหะน-น ดงแสดงในร์�ปท�� 4

ร์�ปท�� 3 โคัร์งสร์�างพ�-นฐานของเทอร์�โมคัปเป�ลแบบง3าย ๆ ท��เหมาะส5าหร์บการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ในเต่าอบไฟฟ%า

16

Page 17: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

จะเห8นวั3าม�วั�ธิ์�ต่�ดต่-งอย�3 3 แบบ คั�อ ในร์�ปท�� 4 ( ก ) จะโผล3ส3วันปลาย ท��เป"นร์อยต่3อร์ะหวั3างโลหะท-งสองโผล3อกมาแบบน�- จะให�ผลต่อบสนองต่3ออ�ณ์หภู�ม� เร์8วัแต่3ไม3สามาร์ถูทนการ์กดกร์3อนจากปฏิ�กร์�ยาเคัม�ได�.

ร์�ปท�� 4 วั�ธิ์�ท��น�ยมกนในการ์ป%องกนเทอร์�โมคัปเป�ล ในสภูาพแวัดล�อมท��ม�การ์กดกร์3อนส�งหร์�อท��เก��ยวัข�องกบปฏิ�ก�ร์�ยาเคัม� (ก) ปล3อยให�ร์อยต่3อ

โผล3ออกมา (ข) และ (คั) บร์ร์จ�ร์อยต่3ออย�3ในเปล�อกห��ม

วั�ธิ์�ท��สองแสดงในร์�ปท�� 4 ( ข ) คั�อ ห��มร์อยต่3อท-งหมดไวั�ในปลอก ซี7�งป%องกนการ์เส�ยหายได�ด� แต่3การ์ต่อบสนองต่3ออ�ณ์หภู�ม� จะช้�าลง เพร์าะปลอกห��ม และ ฉื่นวันจะน5าคัวัามร์�อนได�ช้�า ซี7�งแก�ไขด�วัยการ์ต่�ดต่-ง ในร์�ปท�� 4 ( คั ) คั�อ ร์อยต่3อถู�กย7ดต่�ดกบด�าน ในของปลอกห��มจ7งได�ท-งคัวัามไวัต่3อการ์เปล��ยนแปลงอ�ณ์หภู�ม� และ ป%องกนการ์เส�ยหายได�ด�.

โดยท�วัไปแล�วั ในป@จจ�บนน�-เปล�อกห��มจะท5ามาจากเหล8กสแต่นเลส หร์�อ เซีร์าม�ก. อย3างไร์ก8ต่าม ในย�คัหลงๆ น�-ได�เปล��ยนมา ใช้�โลหะผสมพ�เศษ เช้3น น� โคัร์ซี�ล ( Nickel - Chromium - Sillicon ) เพร์าะม�คัวัามเหมาะสมในด�านสมปร์ะส�ทธิ์�>การ์ขยาย ต่วัต่3ออ�ณ์หภู�ม�ร์ะหวั3างปลอกห��ม และโลหะท��ใช้�ท5าต่วัเทอร์�โมคัปเป�ล และ เป"นการ์ลดคั3าคัวัามเคั�นอนเน��องมาจากคัวัามร์�อนให� เหล�อน�อยท��ส�ด. ดร์. โนแอล เบอร์�เลย� นกวั�ทยาศาสต่ร์�ช้าวั ออสเต่ร์เล�ย ได� เผยแพร์3พฒนาการ์ในการ์ปร์บปร์�งโลหะผสมท��ใช้�ท5า เปล�อกห��ม เร์�ยกวั3า น�โคัลเบล ( Nicrobell ) และเป"นผ�� ร์บผ�ดช้อบการ์พฒนาโคัร์งสร์�างท��ม�แร์3เป"นฉื่นวัน และ เปล�อกห��มเป"น โลหะ ( Mineral Inmulated , Meltal

17

Page 18: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

Sheath หร์�อ MIMS ) ดงแสดงในร์�ปท�� 5 ซี7�งได�กลายม3เป"นโคัร์งสร์�างยอดน�ยม ส5าหร์บเทอร์�โมคัปเป�ลอ�ณ์หภู�ม�ส�งท-งหลายในป@จจ�บน.

ร์�ปท�� 5 โคัร์งสร์�างท��ม�แร์3เป"นฉื่นวันและเปล�อกห��มเป"นโลหะหร์�อ MIMS

ของเทอร์�โมคัปเป�ล ซี7�งสามาร์ถูด7งลดขนาดจนม�เส�นผ3านศ�นย�กลางเล8กลงถู7ง 0.5 มม.

ลกษณะการ์เช้+,อมจุ�ดีติ�อของ Thermocouple

18

Page 19: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ภูาพแสดงลกษณ์ะการ์เช้��อมจ�ดต่3อของ Thermocouple

               1. จุ�ดีติ�อแบับัเปล+อย่ ( Exposed Junction)

เหมาะส5าหร์บงานท��ต่�องการ์คัวัามใวัในการ์วัดส�ง วัดอ�ณ์หภู�ม�ของกFาช้ท��ไม3กดกร์3อน ข�อเส�ยคั�อช้5าร์�ดง3าย               2. จุ�ดีติ�อแบับัเช้+,อมเข�ากบัปลาย่ท�อป.องกน ( Grounded Junction ) เหมาะส5าหร์บการ์วัดท��ม�คัวัามใวัส�ง(คัวัามใวัจะช้�ากวั3าแบบแร์ก) ของท��ต่�องการ์วัดเป"นของเหลวัหร์�อสาร์กดกร์3อน ข�อเส�ยคั�อ   ไม3สามาร์ถูป%องกนไฟฟ%าท��ร์ �วัจากร์ะบบ หร์�อไฟฟ%าสถู�ต่ย� สญญาณ์ร์บกวันจากร์ะบบ อนเป"นสาเหต่�ของคัวัามเพ�-ยนได�              3. จุ�ดีติ�อแบับัไม�เช้+,อมเข�ากบัปลาย่ท�อป.องกน ( Ungrounded Junction ) ส5าหร์บการ์วัดท��ต่�องการ์คัวัามแม3นย5าส�ง ของท��ต่�องการ์วัดเป"นของเหลวัหร์�อสาร์กดกร์3อน หร์�อสภูาพคัวัามดนส�ง ๆ  แบบน�-จะให�แร์งดนท��แม3นย5ากวั3าเพร์าะไม3ถู�กร์บกวันจากไฟฟ%าภูายนอก ข�อเส�ยคั�อคัวัามใวัจะลดลง เหมาะส5าหร์บงานท��อ�ณ์หภู�ม�ไม3เปล��ยนแปลงบ3อย

19

Page 20: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

การ์ใช้�งานเทอร์�โมคัปเป�ล

ในการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ด�วัยเทอร์�โมคัปเป�ลน-น จะต่�องคัวับคั�มอ�ณ์หภู�ม�ท��ร์อยต่3อด�านหน7�งไวั�ในอ�ณ์หภู�ม�คังท��. ในขณ์ะท��ร์อยต่3อ อ�กด�านหน7�งอย�3ในอ�ณ์หภู�ม�ท��ต่�องการ์วัด . ถู�าต่�องการ์คัวัามเท��ยงต่ร์งส�ง จะต่�องแช้3ร์อยต่3อด�สนหน7�งไวั�ในกร์ะต่�กน5-าแข8ง ท�� 0 องศาเซีลเซี�ยส แต่3ถู�าไม3ต่�องการ์คัวัามเท��ยงต่ร์งมากนกก8ปล3อยร์อยต่3อด�านเย8นไวั�ท��อ�ณ์หภู�ม� ปกต่�ก8ได� . จากน-นท5าการ์วัดแร์งดน ท��ได�จากเทอร์�โมคัปเป�ล แล�วัน5ามาหาคั3าอ�ณ์หภู�ม�ท��แท�จร์�งจากสมการ์

Va = Vm + V r

เม��อ Va คั�อ แร์งดนซี�เบคัท��เก�ดข7-นท��ร์อยต่3อแอคัท�ฟ ( ในอ�ณ์หภู�ม�ท��ต่�องการ์ทร์าบ ) Vm คั�อ แร์งดนท��วัดได� Vr คั�อ แร์งดนซี�เบคัท��เก�ดข7-นท��ร์อยต่3ออ�างอ�ง. ( ในอ�ณ์หภู�ม�คังท�� ) หร์�อ จะกล3าวัง3ายๆ คั�อ หาคั3าแร์งดน V r จากต่าร์างคัวัามสมพนธิ์�ร์ะหวั3างแร์งดน และ อ�ณ์หภู�ม� เม��อทร์าบคั3าอ�ณ์หภู�ม�อ�างอ�ง ( Tr ) แล�วัน5าไปบวักกบแร์งดนท��วัดได� ได�ผลลพธิ์�เป"นแร์งดน Va แล�วัคั3อยหาอ�ณ์หภู�ม�ท�� ต่�องการ์ทร์าบ ( Ta )

จากต่าร์างเด�มอ�กคัร์-งหน7�ง.

หากพ�จาร์ณ์าจร์�งๆ แล�วั จ�ดเช้��อมต่3อสองจ�ดร์ะหวั3างเทอร์�โมคัปเป�ลกบสายต่3อภูายนอกท��ต่3อไปยงโวัลต่�ม�เต่อร์� ก8ม�คั�ณ์ สมบต่�เป"นเทอร์�โมคัปเป�ลด�วัยเหม�อนกน คั�อ ส3วันท��อย�3ในเส�นปร์ะในร์�ปท�� 6 จ7งคัวัร์ให�สายต่3อภูายนอกท-งสองเส�นน�-เป"นโลหะ ช้น�ดเด�ยวักน และ ให�อ�ณ์หภู�ม�ท��ร์อยต่3อท-งสองเท3ากน. ก8จะไม3ม�ผลกร์ะทบกบคัวัามถู�กต่�องของการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�.

20

Page 21: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ร์�ปท�� 6 ในทางปฏิ�บต่� ร์อยต่3ออ�างอ�งจะถู�กแยกออกเป"นร์อยต่3อคัร์7�งหน7�งสองจ�ด คั�อ Jr1 และ Jr2 ซี7�งโลหะท��ใช้�ท5าเทอร์�โมคัปเป�ลจะเช้��อมต่3อกบ

วังจร์ภูายนอก

นอกจากการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�ส�งๆ แล�วั ต่วัอย3างการ์ใช้�งานเทอร์�โมคัปเป�ลท��น3าสนใจอ�กต่วัอย3างหน7�ง คั�อ ใช้� วัดก5าลงส3งออก อากาศของเคัร์��องส3งวั�ทย�ได� . วั�ธิ์�การ์ คั�อ ใช้�ต่วัจ�านทานท��ไม3ม�คั�ณ์สมบต่�ของต่วัเหน��ยวัน5า ( non - inductive resistor ) ขนาดเล8กๆ ต่3อเป"นโหลดของเคัร์��องส3งแล�วัต่�ดต่-งเทอร์�โมคัปเป�ลไวั�ต่�ดกบต่วัต่�านทานน�-. แล�วัห��มด�วัยกล3องแก�วัส�ญญากาศ ดง แสดงในร์�ปท�� 7 . คั3าก5าลงงานท��ส�งข7-นของเคัร์��องส3งจะท5าให� อ�ณ์หภู�ม�ของต่วัต่�านทานเพ��มข7-นเป"นสดส3วันโดยต่ร์งกบก5าลงงาน อาร์�เอ8มเอส แล�วัท5าการ์ปร์บแร์งดนท��ได�จากเทอร์�โมคัปเป�ลให�อย�3ในร์�ปของร์ะดบก5าลงงานของคัล��นวั�ทย�. หลกการ์วัดก5าลงงาน ของคัล��นวั�ทย�วั�ธิ์�น�-ม�คัวัามเท��ยงต่ร์งอย�3ในข-นใช้�ได�ท�เด�ยวัง และ ใช้�กนอย3างกวั�างขวัางก3อนท��จะคั�นพบวั�ธิ์�การ์วัดก5าลงงานของ คัล��นวั�ทย�วั�ธิ์�อ��น.

21

Page 22: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

ร์�ปท�� 7 เทอร์�โมคัปเป�ลขนาดเล8กท��บร์ร์จ�อย�3ภูายในภูาช้นะท��เป"นส�ญญากาศ และต่วัต่�านทานท��เป"นโหลดร์วัมอย�3ด�วัย ซี7�งใช้�ในการ์วัดก5าลงงาน

ของคัวัามถู��วั�ทย�

ส5าหร์บการ์วัดอ�ณ์หภู�ม�แบบท�วัไปจะใช้�วังจร์อ�เล8กทร์อน�กส�อ�กเพ�ยงเล8กน�อยง คัอยต่�ดต่ามในต่อนท��สองคัร์บ เร์าจะสร์�าง เทอร์�โมม�เต่อร์�ท��ใช้�วัดอ�ณ์หภู�ม�ส�งๆ ถู7ง 900 องศาเซีลเซี�ยส โดยใช้� เทอร์�โมคัปเป�ล ช้น�ด K

กน.

22

Page 23: รายงาน เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) - Know2Pro.com

บัร์ร์ณาน�กร์ม

Thermocouple. (1 กร์กฎาคัม 2551). Available URL: http://www.eng-temperature.com/thermocouple.html หวัวัดเทอร์�มอคัปเป�ล และอาร์�ท�ด� ( Pt100 W ). (1 กร์กฎาคัม 2551). Available URL: http://sbheater.com/thermocouple.asp

ช้น�ดของ Temperature Sensor ในงานอ�ต่สาหกร์ร์ม. (1

กร์กฎาคัม 2551). Available URL: http://www.eng-temperature.com/tempsensor.html

เทอร์�โมคัปเป�ล ต่วัวัดอ�ณ์หภู�ม�ส�ง. (1 กร์กฎาคัม 2551). Available URL: http://electronics.se-ed.com/contents/093s258/093s258_p01.asp

23