ترموکوپل از طریق ولتاژی کوچک دما را اندازه می‌گیرد. کابل بین پراب و دستگاه بخشی از همان مدار اندازه‌گیری است. انتخاب آلیاژ اشتباه، جابه‌جایی قطب‌ها یا داغ شدن نقطه گذار میتواند خوانش را تغییر دهد، حتی اگر همه سیم‌ها آزمون پیوستگی را بگذرانند. مشخصات خرید باید هم دقت اندازه‌گیری و هم شرایط مسیر کابل را پوشش دهد.
یک استعلام نمونه و بدون مشخصات خریدار برای سامانه نوع K را در نظر بگیرید. خریدار دو زوج، یعنی چهار هادی عایقشده، از هادی افشان 20 AWG با عایق PFA و بافت بیرونی فولاد زنگنزن می‌خواهد. محدوده دمایی درخواستی کابل 0–200°C است. این شرح نقطه شروع است. برای قیمت‌گذاری ساختاری قابل‌تولید، گرید افزایش طول، کلاس تلرانس، روش شناسایی و محل نقاط داغ و سربندی‌ها نیز باید روشن شود.
کابل افزایش طول ترموکوپل نوع K چیست؟
در نوک اندازه‌گیری ترموکوپل نوع K دو آلیاژ متفاوت پایه نیکل به هم متصل‌اند. شاخه مثبت نیکل–کروم، معروف به Chromel، و شاخه منفی نیکل–آلومینیوم، معروف به Alumel، است. مدار ولتاژی تولید میکند که به دمای اتصال اندازه‌گیری و دمای اتصال مرجع وابسته است. ورودی سازگار دستگاه با جبران اتصال سرد در پایانه‌ها، دمای اتصال اندازه‌گیری را به دست می‌آورد. جداول مرجع ترموکوپل NIST
سیم گرید ترموکوپل اتصال حسگر را تشکیل می‌دهد و بر اساس وظیفه اندازه‌گیری پراب انتخاب میشود. سیم افزایش طول KX با ترکیب اسمی همان آلیاژهای نوع K، سیگنال را در یک محدوده دمایی تعریف‌شده انتقال می‌دهد. سیم جبرانساز KC با آلیاژهای متفاوت، رابطه ولتاژ و دمای نوع K را در یک محدوده مشخص تقریب می‌زند. IEC 60584-3:2021 دو گرید جبرانساز KCA و KCB را از هم متمایز میکند. سفارش با عنوان کلی KC نیاز به توضیح دارد. استاندارد IEC 60584-3:2021
کابل مسی معمول ابزار دقیق جای زوج افزایش طول تا ورودی ترموکوپل را نمی‌گیرد. گذار به مس محل اتصال مرجع را به همان نقطه منتقل میکند. اگر دمای آن نقطه با دمای حسگر اتصال سرد دستگاه فرق داشته باشد، خطا ایجاد میشود. سیم‌کشی مسی میتواند بعد از ترانسمیتر میدانی‌ای مناسب باشد که سیگنال ترموکوپل را اندازه گرفته و جبران کرده است. پیش از تأیید مشخصات KX، ترکیب آلیاژ هر دو شاخه، قطبیت در دو سر و تلرانس ترموالکتریکی لازم را بررسی کنید.
ساختار کابل ترموکوپل دوزوج با هادی 20 AWG
دو زوج یعنی چهار هادی عایقشده سیگنال. هر زوج یک هادی مثبت و یک هادی منفی برای یک کانال اندازه‌گیری نوع K دارد. شناسه بادوام زوج و علامت قطبیت را طوری تعیین کنید که نصاب پس از برداشتن بخشی از روکش یا غلاف نیز بتواند هر دو را در دو انتها تشخیص دهد. نظام و ویرایش رنگ‌بندی را قید کنید، زیرا رنگ‌های IEC و ANSI متفاوت‌اند. تعداد رشته‌ها بهتنهایی آرایش زوج‌ها را مشخص نمیکند و سیم تخلیه شیلد رشته سیگنال به حساب نمی‌آید.
سایز 20 AWG را برای هر هادی قید کنید و تعداد و قطر مفتول‌ها و اندازه نهایی هادی را با ترمینال‌ها تطبیق دهید. کار با هادی افشان در مسیرهای خم‌دار یا دارای لرزش معمولاً آسان‌تر است. در نصب ثابت، اگر ترمینال مناسب باشد، هادی مفتولی میتواند عملی باشد. در مسیر طولانی، مقاومت حلقه پیشنهادی را با الزامات ورودی دستگاه مقایسه کنید. سایز بهتنهایی مقاومت زوج آلیاژ نیکل را تعیین نمیکند.
جدول زیر نمونه استعلام است. امکان عرضه این ترکیب برای پروژه به تأیید مهندسی وابسته است.
| پارامتر | نمونه الزام |
|---|---|
| نوع ترموکوپل | نوع K |
| گرید افزایش طول | KX، مشروط به تأیید |
| تعداد زوج | دو زوج |
| تعداد کل رشته‌ها | چهار هادی عایقشده سیگنال |
| آلیاژ هادی | نیکل–کروم برای مثبت و نیکل–آلومینیوم برای منفی، با تأیید ترکیب دقیق |
| ساختار هادی | افشان |
| سایز هادی | 20 AWG برای هر هادی |
| عایق هر رشته | PFA |
| محافظ مکانیکی بیرونی | بافت فولاد زنگنزن |
| محدوده دمای درخواستی کابل | 0–200°C، با تأیید کار پیوسته |
تصویر ابتدای صفحه چیدمان را به‌صورت شماتیک نشان می‌دهد. غلاف داخلی اختیاری است و وجود و جنس آن به طرح تأییدشده بستگی دارد.
چه زمانی عایق PFA برای کابل ترموکوپل مناسب است؟
PFA فلوئوروپلیمری قابل فرایند از حالت مذاب است و میتوان آن را دور هر هادی اکسترود کرد. مقاومت حرارتی و شیمیایی، خواص دی‌الکتریک و جذب کم رطوبت، آن را به گزینه‌ای برای مسیرهای در معرض گرما، رطوبت یا مواد شیمیایی تبدیل میکند. هنگام انتخاب عایق، نوع و غلظت ماده شیمیایی، مدت مواجهه و شرایط شست‌وشو را مشخص کنید. آب همچنان میتواند از کانکتور آب‌بندی‌نشده یا انتهای کابل نفوذ کند. سازگاری شیمیایی روکش یا بافت نیز ممکن است نیازمند بررسی جداگانه باشد. داده‌های رزین PFA شرکت Chemours
FEP نیز در حالت مذاب قابل فرایند است و میتواند برای نیاز حرارتی پایین‌تر مناسب باشد. PTFE گزینه‌ای برای دمای بالا است و با روش‌هایی متفاوت از اکستروژن مذاب متعارف فرایند میشود. وقتی عایق اکسترودی و حاشیه حرارتی بیشتر از ساختار پیشنهادی FEP لازم است، PFA میتواند مناسب باشد. انتخاب نهایی به گرید رزین، ضخامت عایق، ساختار کابل، شرایط کار پیوسته و ردهبندی مجموعه کامل بستگی دارد. برای جزئیات بیشتر، راهنمای عایق کابلی FEP و PFA را ببینید.
بافت فولاد زنگنزن و شیلد الکتریکی
در این نمونه، بافت بیرونی فولاد زنگنزن لایه مکانیکی است. میتواند مقاومت به سایش را بیشتر کند، از بخش زیرین در برابر تماس با سطح زبر یا آسیب بیرونی محافظت کند و دسته کابل را تقویت کند. بار مکانیکی موردنیاز، روش مهار بافت در انتها و محل تکیه‌گاه‌های کابل را مشخص کنید. ظاهر فلزی بهتنهایی درباره کارایی شیلد اطلاعات کافی نمی‌دهد. کاتالوگ فنی کابل ترموکوپل و حسگر RTD شرکت OMERIN
| ساختار | نقش اصلی | مشخصات لازم |
|---|---|---|
| بافت بیرونی فولاد زنگنزن | محافظت در برابر سایش و تقویت مکانیکی | بار مکانیکی، ساختار بافت و مهار انتها |
| بافت مس قلع‌اندود | شیلد رسانا در برابر تداخل الکترومغناطیسی با امکان سربندی محکم | درصد پوشش، شیلد زوجی یا کلی و روش همبندی در هر انتها |
| فویل آلومینیومی با سیم تخلیه | شیلد با پوشش بالا دور زوج یا مجموعه کابل | هم‌پوشانی فویل، تماس سیم تخلیه و روش سربندی یا جداسازی هر شیلد |
بافت مس قلع‌اندود را میتوان با قطعه سربندی رسانای سازگار بست. میزان پوشش به نوع بافت بستگی دارد. فویل آلومینیومی میتواند با افزایش اندک حجم، بخش بیشتری از محیط را بپوشاند و سیم تخلیه امکان اتصال الکتریکی را فراهم میکند. سیم تخلیه برای اتصال شیلد است و باید از مدار سیگنال ترموکوپل جدا بماند. هم‌پوشانی فویل، شرایط خمش و روش سربندی بر کارایی شیلد اثر می‌گذارند.
اگر کابل کنار درایوهای فرکانس متغیر، تجهیزات کلیدزنی یا فیدر موتور می‌گذرد، در صورت نیاز شیلد الکتریکی جداگانه درون بافت مکانیکی تعیین کنید. شیلد هر زوج به کاهش کوپلینگ بین کانال‌ها کمک میکند و شیلد کلی نویز کوپل‌شده از بیرون دسته را کنترل میکند. با توجه به دستورالعمل زمین‌کردن سازنده دستگاه و طرح سازگاری الکترومغناطیسی تأسیسات، نقاط همبندی یا جداسازی هر شیلد و بافت را مشخص کنید. جزئیات را در نقشه سربندی بیاورید تا جداسازی و پیوستگی موردنظر هنگام نصب حفظ شود.
الزام دمایی 200°C برای کابل چه معنایی دارد؟
سه محدودیت دمایی را جداگانه بررسی کنید:
- اتصال اندازه‌گیری. نوک پراب باید با در نظر گرفتن غلاف و شیوه نصب برای دمای فرایند مناسب باشد.
- تلرانس سیم افزایش طول. گرید هادی و کلاس تلرانس مقدار انحراف مجاز از پاسخ ترموالکتریکی مرجع را در یک بازه دمایی تعیین میکنند. IEC 60584-3:2021 دامنه اعتبار تلرانس KX را از −25°C تا +200°C مشخص میکند. کلاس و ویرایش مرجع را قید کنید. این بازه مربوط به تلرانس ترموالکتریکی است.
- دمای کار کابل. عایق، غلاف داخلی یا روکش بیرونی و دیگر اجزا باید در مجموعه واقعی شرایط محیطی مشخص‌شده را تحمل کنند. محدوده کار پیوسته ساختار پیشنهادی را بگیرید و آن را از افزایش کوتاه‌مدت دما و دمای نصب تفکیک کنید.
برای نمونه، دامنه اندازه‌گیری پراب ممکن است 0–600°C، محدوده درخواستی کابل 0–200°C و محدوده کانکتور جفتشونده 0–100°C باشد. نوک پراب میتواند وارد فرایند شود و سر پراب و کانکتور خارج از ناحیه داغ بمانند. دمای پیش‌بینی‌شده در سر پراب، کانکتور و کل مسیر کابل، از جمله نقاط داغ ناشی از تابش حرارتی، را بررسی کنید. اگر دمای کانکتور ممکن است به 120°C برسد، آن را به نقطه خنک‌تری منتقل کنید یا کانکتور با رده مناسب برگزینید. عایق PFA بهتنهایی کار پیوسته کابل مونتاژشده در 200°C را اثبات نمیکند.
تنظیم استعلام برای کابل افزایش طول سفارشی نوع K
از فهرست زیر برای مقایسه پیشنهادها استفاده کنید. اگر تأمین‌کننده باید طرحی پیشنهاد کند، شرایط کار و موارد نیازمند تأیید در نقشه را مشخص کنید.
| بند استعلام | اطلاعات لازم یا مورد تأیید |
|---|---|
| 1. نوع ترموکوپل | K، J، T، E یا نوع تعیین‌شده در مشخصات دستگاه و پراب. |
| 2. گرید کابل | گرید افزایش طول یا گرید دقیق جبرانساز. |
| 3. آلیاژ هادی | ترکیب اسمی و قطبیت هر شاخه. |
| 4. کلاس تلرانس | استاندارد و ویرایش، کلاس و دامنه اعتبار موردنیاز. |
| 5. تعداد زوج و رشته | تعداد مدارها و تعداد کل هادیهای عایقشده سیگنال. |
| 6. سایز هادی | AWG یا سطح مقطع هر هادی. |
| 7. ساختار هادی | مفتولی یا افشان با جزئیات مفتول‌ها یا محدودیت‌های ترمینال. |
| 8. عایق رشته | PFA، FEP یا PTFE و ضخامت عایق یا الزامات دی‌الکتریک. |
| 9. شناسایی | نظام رنگ، شماره زوج، قطبیت و علائم کابل. |
| 10. شیلد الکتریکی | شیلد زوجی یا کلی، جنس، سیم تخلیه و روش سربندی. |
| 11. حفاظت مکانیکی | بافت فولاد زنگنزن یا محافظ دیگر و تنش مکانیکی مورد انتظار. |
| 12. غلاف داخلی و روکش بیرونی | مواد، محدودیت قطر بیرونی و تماس با مواد شیمیایی یا رطوبت. |
| 13. دمای کار | بازه پیوسته، نقاط داغ، افزایش موقت دما و شرایط نصب. |
| 14. طول و بستهبندی | مقدار کل، طول برش یا طول هر قرقره و علائم قرقره. |
| 15. آزمون و مدارک | تأیید نقشه، روش آزمون، معیار پذیرش و گزارش‌های لازم. |
اگر پراب یا کانکتور هم در استعلام است
برای هر پراب، طول ورود، ابعاد غلاف، نوع اتصال فرایندی و محدوده دمای اتصال اندازه‌گیری را بررسی کنید. برای هر فیش یا سوکت، اندازه، نر یا ماده بودن، قطعه جفتشونده، نوع کنتاکت ترموکوپل، قطبیت، ورودی کابل و رده دمایی در محل نصب را قید کنید. محل گذار پراب، کابل و کانکتورها بین نواحی دمایی را تعیین کنید. نقشه سربندی میتواند رابط هر جفت و کانال متناظر آن را نشان دهد.
کاربردهای صنعتی
- پتروشیمی و پالایشگاه. مدار ترموکوپل بین هد حسگرهای میدانی و تجهیزات پایش قرار می‌گیرد. تابش حرارتی در مسیر و تماس با روغن یا مواد شوینده را بررسی کنید.
- تولید برق. ورودی ترموکوپل دمای بویلر و تجهیزات کمکی را پایش میکند. تا حد امکان سیم اندازه‌گیری را از مسیرهای قدرت پرنویز دور نگه دارید.
- فولاد، متالورژی و کوره عملیات حرارتی. غالباً به نقطه گذار خنک‌تر بیرون از محفظه داغ و محافظ مکانیکی در محل عبور از تجهیزات یا پایه‌ها نیاز است.
- فرایندهای شیمیایی. مقاومت هر لایه در معرض پاشش یا شست‌وشو، از جمله کانکتور و آب‌بندی آن، باید برای شرایط واقعی بررسی شود.
- اتوماسیون فرایند و کنترل دما. کابل چندزوج میتواند چند کانال را به پنل ترانسمیتر یا ماژول ورودی PLC ببرد. برای ردیابی در راه‌اندازی، زوج‌ها را بر اساس حلقه یا کانال مشخص کنید.
کابل افزایش طول ترموکوپل سفارشی از DEV CABLE
DEV CABLE سازنده کابل صنعتی سفارشی در چین است. خانواده کابل افزایش طول ترموکوپل شیلددار شامل مدل‌های فهرست‌شده نوع K، T، J و E در چند خانواده عایقی است. در بررسی پروژه میتوان آرایش تک‌زوج یا چندزوج، هادی مفتولی یا افشان، سایز هادی، ابعاد نهایی، شیلد الکتریکی و محافظ مکانیکی را مشخص کرد. نقشه و مشخصات فنی را برای بررسی بفرستید و درباره حداقل مقدار سفارش طرح پیشنهادی، از جمله امکان تولید بچ کوچک، بپرسید.
درخواست عایق PFA، FEP یا PTFE، از جمله ترکیب PFA با بافت بیرونی فولاد زنگنزن، برای هر پروژه جداگانه بررسی میشود. گرید آلیاژ، سازگاری مواد، ابعاد و محدوده کار نیاز به تأیید مهندسی دارد. DEV CABLE پیش از ارسال 100% کابل‌ها را از نظر پیوستگی آزمایش میکند. تأیید تلرانس ترموالکتریکی، آزمون عایق و مدارک لازم برای پذیرش را جداگانه توافق کنید.
