+شاید اصطلاح کالیبراسیون ترموکوپل برای بسیاری از شما آشنا باشد، که به فرآیند تنظیم و صحت‌سنجی سنسورهای دما اشاره دارد. کالیبراسیون ترموکوپل، فرآیندی ضروری برای تضمین دقت و صحت اندازه‌گیری دما در سنسورهای مختلف است. در این مقاله، ما به بررسی روش‌های استاندارد و دستورالعمل‌های کالیبراسیون جفت‌های حرارتی می‌پردازیم. این فرایند، کلید اصلی برای اطمینان از عملکرد دقیق و قابل اعتماد سنسورهای دما در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و علمی است.
هدف از کالیبراسیون سنسورها، تطبیق مقادیر اندازه‌گیری شده توسط سنسورها با مقیاس‌های استاندارد است. این سنسورها توسط تولیدکنندگان در دو مقیاس مختلف ارائه می‌شوند، و هدف، تبدیل مقادیر از یک مقیاس به مقیاس دیگر است. معمولاً این دو مقیاس یکسان نیستند، بنابراین فرآیند تبدیل به یک طرفه محدود می‌شود. مقیاس اولیه معمولاً مقیاس علمی است که اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری را نسبت به مقیاس ثانویه ارائه می‌دهد.
استاندارد طریقه کالیبراسیون ترموکوپل
ترموکوپل‌ها به عنوان یکی از رایج‌ترین سنسورها برای اندازه‌گیری دما در محیط‌های صنعتی شناخته می‌شوند. این ابزارها دما را بر اساس تغییرات ولتاژ تولید شده اندازه‌گیری می‌کنند. علاوه بر این، سرعت و دقت پاسخ‌دهی این سنسورها تحت تأثیر نوع مواد سازنده و نوع ترموکوپل قرار دارد. به عبارت دیگر، دو جفت گرمایی که در شرایط یکسان و در یک محیط مشابه قرار دارند، ممکن است اندازه‌گیری‌های متفاوتی ارائه دهند. از این رو، ترموکوپل‌ها به منظور ارزیابی دقت عملکردشان، تحت آزمایش‌های مختلف قرار می‌گیرند. این آزمایش‌ها به بررسی کیفیت و قابلیت اطمینان این سنسورها کمک می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که بتوانند در شرایط صنعتی چالش‌برانگیز به درستی عمل کنند.
برای کالیبراسیون یک سنسور ترموکوبل، معمولاً خروجی سنسور با داده‌های ترمومتر مقایسه می‌شود. در این فرایند، یک منحنی کالیبراسیون ایجاد می‌شود که ولتاژ سنسور را به دمای مربوطه مرتبط می‌کند. سپس، هنگام اندازه‌گیری دمای جدید با ترموکوپل، ولتاژ ثبت‌شده با استفاده از معادله رگرسیون به دما تبدیل می‌شود. این روش، امکان تعیین دقیق دما را بر اساس ولتاژ سنسور فراهم می‌کند. خوانندگان می‌توانند داده‌های ترموکوپل را به‌صورت فایل متنی دانلود و در این فرایند کالیبراسیون استفاده کنند.
مراحل و دستورالعمل کالیبراسیون Thermocouple
به منظور انجام عملیات calibration، مراحل زیر بایستی انجام بگیرد:
- در مرحله اول بایستی، جفت گرمایی از فرآیند (process) جدا کنید.
- برای مرحله دوم، سنسور را در دو موقعیت متفاوت قرار دهید: ابتدا در یک محل خشک و ثابت، مانند چاه خشک، و سپس در محیطی مرطوب مانند وان حمام. این کار اطمینان می‌دهد که سنسور توانایی ثبت محدوده دمایی مورد نظر در هر دو شرایط را دارد.
- برای انجام کالیبراسیون مستقل از سیستم کنترل دما، ضروری است که سنسور دما را از دستگاه‌های الکترونیکی مرتبط جدا کنید. این مرحله تضمین می‌کند که فرایند کالیبراسیون بدون تداخل با سایر اجزای الکترونیکی انجام شود.
- برای اندازه‌گیری دما، جفت گرمایی را به دستگاهی با دقت بالا وصل کنید که قادر به ثبت میلی ولت است. در چاه‌های خشک، اغلب تجهیزات الکترونیکی لازم وجود دارد. به عنوان یک روش جایگزین، می‌توانید از یک دماسنج معمولی برای ثبت دما استفاده نمایید.
- آیا جفت گرمایی نقطه اتصال مرجع را نشان می‌دهد؟ اگر خیر، بررسی کنید که دستگاه اندازه‌گیری، نقطه اتصال را فعال کرده باشد، که به عنوان CJC یا RJC شناخته می‌شود. در صورتی که سنسور دارای محل اتصال است، اطمینان حاصل کنید که در دمای مرجع مورد نظر، معمولاً 0 درجه سانتی‌گراد، قرار گرفته باشد.
- میزان دمای محیط مرطوب bath
- دمای محیط مرطوب (bath) یا خشک (dry-well) را در هر یک از نقاط مدنظر تحت آزمایش، تنظیم کنید.
- در هر بخش از آزمایش سنسور دما، میزان دمای استاندارد ترموکوبل را ثبت کنید.
- برای اندازه‌گیری دما با ترموکوپل، می‌توانید ولتاژ ثبت‌شده را با ولتاژ مرجع جدول دما تطبیق دهید. اگر از تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌کنید، دمای نمایش داده‌شده بر روی دستگاه را با دمای استاندارد مقایسه نمایید تا دقت اندازه‌گیری را تضمین کنید.
اهداف کالیبراسیون ترموکوپل
اهداف کالیبراسیون ترموکوپل به منظور تضمین دقت و صحت اندازه‌گیری دما در فرآیندهای صنعتی و آزمایشگاهی بسیار حائز اهمیت است. کالیبراسیون این تجهیزات، به ما کمک می‌کند تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل کنیم و خطاهای احتمالی را به حداقل برسانیم. یکی از اصلی‌ترین اهداف این فرایند، تنظیم و بررسی دقت ترموکوپل‌ها در دماهای مختلف می‌باشد.
علاوه بر این، کالیبراسیون منجر به بهبود کیفیت داده‌های جمع‌آوری شده می‌شود و این امر به ویژه در صنایع حساس مانند داروسازی و نفت و گاز از اهمیت بالایی برخوردار است. با کالیبراسیون منظم، می‌توان عمر مفید ترموکوپل‌ها را افزایش داد و از وقوع خرابی‌های ناگهانی جلوگیری کرد. در نهایت، این کار به ما این امکان را می‌دهد که به استانداردهای جهانی نزدیک‌تر شویم و اطمینان حاصل کنیم که تمامی فرایندها به صورت بهینه و با دقت انجام می‌شوند.