RTD و ترموکوپل به عنوان دو نوع سنسور دما در صنایع مختلف به کار می‌روند. این دستگاه‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود در حوزه‌های گوناگون از جمله صنعت نفت، گاز، شیمیایی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما طراحی و قابلیت‌های آنها از یکدیگر متمایز است. برای درک بهتر این تفاوت‌ها و مزایا و معایب هر یک از این سنسورها، لازم است که به بررسی دقیق‌تری بپردازیم. ترموکوپل‌ها معمولاً به دلیل پاسخ‌دهی سریع و دامنه دمایی وسیع، محبوبیت دارند، در حالی که RTDها به دقت بالاتر و پایداری بیشتر در دماهای ثابت شناخته می‌شوند. بنابراین، مطالعه دقیق‌تر این دو نوع سنسور می‌تواند به انتخاب مناسب‌تر آنها در کاربردهای صنعتی کمک کند.
تفاوت های اصلی RTD و ترموکوپل ها
ترموکوپل و RTD از نظرهای مختلفی با یکدیگر تفاوت دارند. در ادامه به برخی از این تفاوت‌ها اشاره می‌کنیم:
1. محدوده اندازه گیری
مزیت اصلی ترموکوپل‌ها، دامنه وسیع اندازه‌گیری دما است. در حالی که سنسورهای RTD معمولاً قادر به اندازه‌گیری دماهای حداکثر 400 تا 500 درجه سانتی‌گراد هستند و تنها در برخی موارد می‌توانند دماهای بالاتری را ثبت کنند، ترموکوپل‌های خاص می‌توانند دماهای بالاتر از 1400 تا 1800 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری نمایند. این ویژگی ترموکوپل‌ها آنها را برای کاربردهای متنوع و گسترده مناسب می‌سازد. به طور کلی، توانایی اندازه‌گیری دماهای بسیار بالا، یکی از عواملی است که ترموکوپل‌ها را به گزینه‌ای مناسب و کارآمد در صنایع مختلف تبدیل می‌کند. این دامنه وسیع، امکان استفاده از آنها در شرایط و محیط‌های مختلف صنعتی را فراهم می‌آورد و به همین دلیل، ترموکوپل‌ها در بسیاری از سیستم‌های اندازه‌گیری دما کاربرد دارند.
2. دقت
آر تی دی (RTD) به عنوان یک ابزار اندازه‌گیری دما، دقت بسیار بالایی را ارائه می‌دهد و به ویژه زمانی که نیاز به دقت در حدود 0٫05 ± 0٫1 ± درجه سانتی‌گراد باشد، انتخاب مناسبی به شمار می‌آید. این در حالی است که ترموکوپل‌ها که از روش‌های دیگر اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند، معمولاً دقت کمتری دارند و خطای آنها در حدود 0٫2 تا 0٫5 ± درجه سانتی‌گراد است. این تفاوت در دقت، آر تی دی را به گزینه‌ای ترجیحی در کاربردهایی تبدیل می‌کند که دقت بالا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین دلیل، در بسیاری از صنایع و آزمایشگاه‌ها، آر تی دی به عنوان ابزاری قابل اعتماد برای اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد، به خصوص در شرایطی که نیاز به پایش دقیق دما وجود دارد.
3. حساسیت
یک سیستم حسگر ترموکوپل معمولاً به دلیل تغییرات دما در نقطه تماس خود، واکنش سریعتری نشان می‌دهد. با این حال، زمان لازم برای رسیدن به تعادل حرارتی در این سنسور به طور کلی بیشتر است. این تاخیر عمدتاً ناشی از جبران اتصال سرد است که به سرعت به تغییرات دما واکنش نمی‌دهد. در مقابل، سنسورهای آرتی دی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که دوام بیشتری دارند و به تغییرات دما به مراتب سریع‌تر پاسخ می‌دهند. این ویژگی‌ها موجب می‌شود که سنسورهای آرتی دی در کاربردهای حساس به دما، عملکرد بهتری از خود نشان دهند و زمان واکنش به تغییرات دما را به حداقل برسانند. در نتیجه، انتخاب سنسور مناسب بستگی به نیاز خاص کاربرد دارد.
4. رانش
راندگی سنسورهای RTD به دلیل طراحی کوچک و جمع و جور آن‌هاست، که این ویژگی باعث می‌شود تا این سنسورها بتوانند برای مدتی طولانی‌تر از ترموکوپل‌ها، قرائت‌های پایدارتری ارائه دهند. بر خلاف سنسورهای RTD، ترموکوپل‌ها معمولاً زمان رانش بیشتری دارند. این وضعیت معمولاً به دلیل ناهمگنی در سیم‌های رسانا ایجاد می‌شود که ناشی از گرما، تماس با مواد شیمیایی، یا آسیب‌های مکانیکی مانند خم شدن یا فشردن در حین کاربرد است. به همین خاطر، ترموکوپل‌ها نیاز به کالیبراسیون‌های مکرر و تنظیمات دقیق دارند تا دقت اندازه‌گیری‌های خود را حفظ کنند. این مسئله می‌تواند بر روند کارایی و قابلیت اطمینان این سنسورها تاثیر بگذارد و اهمیت بررسی منظم آنها را دوچندان می‌کند.
5. اندازه گیری های تک نقطه ای
با توجه به طراحی ترموکوپل‌ها، امکان باریک کردن نقطه اندازه‌گیری تا جایی که دو فلز به هم جوش خورده‌اند وجود دارد. این ویژگی به ویژه در کاربردهای مربوط به ترموکوپل‌ها با “نقاط برهنه” که دقت بالایی را ارائه می‌دهند، حائز اهمیت است. در مورد سنسورهای آرتی دی، اندازه‌گیری‌ها با در نظر گرفتن مقدار میانگین PT (پلاتین) در سطح کل عنصر انجام می‌شود. این موضوع به ویژه برای سنسورهای بزرگ‌تر مانند PT100 می‌تواند یک نقطه ضعف به شمار آید. اما در سنسورهای کوچکتر مانند PT1000، این مشکل کمتر مشاهده می‌شود، زیرا برخی از تولیدکنندگان معتبر توانسته‌اند این سنسورها را در ابعاد بسیار کوچک، به اندازه 1×1.5 میلی‌متر، تولید کنند. این دقت و اندازه‌گیری‌های بهینه در سنسورهای کوچکتر، امکان استفاده از آنها در محیط‌های محدود و با نیاز به دقت بالا را فراهم می‌آورد.
6. هزینه
وقتی صحبت از قیمت به میان می‌آید، به طور کلی ترموکوپل‌ها نسبت به سنسورهای RTD مقرون به صرفه‌تر هستند. هزینه بیشتر ترموکوپل‌ها معمولاً بین نیم تا یک سوم هزینه سنسورهای RTD می‌باشد. با این حال، باید توجه داشت که ترموکوپل‌ها نیاز به تنظیمات و کالیبراسیون منظم دارند. این امر نه تنها زمان نصب و راه‌اندازی را افزایش می‌دهد، بلکه به هزینه‌های کلی و بلندمدت این محصولات نیز می‌افزاید. بنابراین، در انتخاب بین این دو نوع سنسور، باید به هزینه‌های اولیه و همچنین هزینه‌های نگهداری و تنظیمات آنها توجه کرد تا بهترین گزینه را برای نیازهای خود انتخاب کنیم.
نصب و راه‌اندازی سیستم آرتی دی به وسیله ثبت داده‌های بی‌سیم به مراتب سریع‌تر از روش‌های سنتی انجام می‌شود. در این راستا، هزینه‌های جاری و قیمت خرید اولیه سیستم اهمیت زیادی پیدا می‌کند. به عبارتی، زمان به معنای پول است و استفاده از یک سیستم بی‌سیم به اپراتورها این امکان را می‌دهد که زمان بیشتری را در اختیار داشته باشند و کارایی بیشتری از خود نشان دهند. علاوه بر این، ما یک راه‌حل ترکیبی منحصر به فرد را معرفی کرده‌ایم که در آن یک سنسور ترموکوپل به یکی از سیستم‌های بی‌سیم ما به نام Sense Pro (Track) متصل می‌شود. این راه‌حل قابلیت‌های متنوعی را برای کاربردهایی نظیر لیوفیلیزاسیون و پاستوریزه کردن با روش‌های UHT و HTST فراهم می‌آورد و به کاربران این اجازه را می‌دهد که از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردار شوند.
نتیجه گیری
RTD و ترموکوپل به عنوان دو نوع سنسور دما در صنایع مختلف به کار می‌روند. این دستگاه‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود در حوزه‌های گوناگون از جمله صنعت نفت، گاز، شیمیایی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما طراحی و قابلیت‌های آنها از یکدیگر متمایز است. برای درک بهتر این تفاوت‌ها و مزایا و معایب هر یک از این سنسورها، لازم است که به بررسی دقیق‌تری بپردازیم. ترموکوپل‌ها معمولاً به دلیل پاسخ‌دهی سریع و دامنه دمایی وسیع، محبوبیت دارند، در حالی که RTDها به دقت بالاتر و پایداری بیشتر در دماهای ثابت شناخته می‌شوند. بنابراین، مطالعه دقیق‌تر این دو نوع سنسور می‌تواند به انتخاب مناسب‌تر آنها در کاربردهای صنعتی کمک کند.