تُعد أجهزة قياس درجة الحرارة الحرارية (الثرموكبل) من أكثر أنواع مستشعرات درجة الحرارة شيوعًا حول العالم. وهي شائعة الاستخدام في مختلف المجالات نظرًا لكفاءتها الاقتصادية ومتانتها وتعدد استخداماتها. وتتراوح تطبيقاتها بين السيراميك والغازات والزيوت والمعادن والزجاج والبلاستيك، وصولًا إلى الأغذية والمشروبات.
يمكنك استخدامها في أي مكان لمراقبة أو تسجيل بيانات درجة الحرارة بدقة. تشتهر أجهزة قياس الحرارة (الترموكبل) بقدرتها على إنتاج قياسات درجة حرارة سريعة الاستجابة ومقاومة ممتازة للصدمات والاهتزازات ودرجات الحرارة المرتفعة.
المُزدوج الحراري (الثرموكبل) هو مُستشعر يُستخدم لقياس درجة الحرارة في التطبيقات العلمية والصناعية والتكنولوجية. يُصنع بربط سلكين معدنيين مختلفين معًا لتشكيل وصلة. تُولّد هذه الوصلة جهدًا كهربائيًا مُتوقعًا ضمن نطاق درجة حرارة مُحدد. عادةً ما تستخدم المُزدوجات الحرارية ظاهرة سيبيك أو التأثير الكهروحراري لتحويل الجهد الكهربائي إلى قياس لدرجة الحرارة.
تُستخدم أجهزة قياس الحرارة الحرارية (الثرموكبل) في العديد من التطبيقات في صناعة الأغذية والمشروبات، مثل البسترة والتبريد والتخمير والتخمير والتعبئة. لا داعي للقلق عند استخدام مقياس حرارة حراري، إذ يُوفر قراءات دقيقة لدرجة حرارة القلي والطهي لضمان نضج طعامك.
تُستخدم أجهزة قياس الحرارة (الترموكبل) بكثرة في معدات المطاعم، مثل الشوايات، ومحامص الخبز، والمقالي، والسخانات، والأفران. كما يمكن العثور على أجهزة قياس الحرارة على شكل مستشعرات حرارة في معدات المطابخ المستخدمة في مصانع تجهيز الأغذية الكبيرة.
تُستخدم أيضًا أجهزة قياس الحرارة في مصانع الجعة لأن إنتاج البيرة يتطلب درجات حرارة دقيقة للتخمير المناسب ومنع التلوث الميكروبي.
قد يكون القياس الدقيق لدرجة حرارة المعادن المنصهرة، مثل الفولاذ والزنك والألمنيوم، صعبًا نظرًا لدرجات الحرارة المرتفعة للغاية. أجهزة استشعار درجة الحرارة الشائعة الاستخدام في المعادن المنصهرة هي المزدوجات الحرارية البلاتينية من الأنواع B وS وR، والمزدوجات الحرارية للمعادن الأساسية من النوعين K وN. يعتمد اختيار النوع الأمثل على نطاق درجة حرارة التطبيق المحدد المرتبط بالمعدن.
عادةً ما تستخدم أجهزة قياس الحرارة المعدنية الأساسية سلكًا بقياس 8 أو 14 (AWG) أمريكيًا مع أنبوب معدني محمي وعازل سيراميكي. أما أجهزة قياس الحرارة البلاتينية، فتستخدم عادةً أقطارًا تتراوح بين 20 و30 AWG.
يتطلب إنتاج المنتجات البلاستيكية تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة. وكثيرًا ما تُستخدم أجهزة قياس الحرارة (الثرموكبل) للتحكم في درجة الحرارة في مختلف مجالات معالجة البلاستيك. وتُستخدم لقياس درجة حرارة المنصهر أو السطح في قوالب الحقن.
قبل استخدام المزدوجات الحرارية في معالجة البلاستيك، يجب معرفة وجود نوعين منها في صناعة البلاستيك. النوع الأول يشمل القياسات. هنا، يمكن استخدام المزدوجات الحرارية لتحديد دالة انتقال الحرارة للبلاستيك بناءً على مقطعه العرضي. تذكر أن المزدوج الحراري يجب أن يستشعر فرق القوة المطبقة، ويعود ذلك أساسًا إلى سرعته واتجاهه.
يمكن أيضًا استخدام المزدوجات الحرارية في تطوير المنتجات في صناعة البلاستيك. لذا، يشمل النوع الثاني من استخدامات المزدوجات الحرارية في صناعة البلاستيك تصميم المنتجات وهندستها. في تطوير المنتجات، يجب استخدام المزدوجات الحرارية لحساب التغيرات في درجة حرارة المواد، وخاصةً على مدار عمر المنتج.
يمكن للمهندسين اختيار أجهزة قياس الحرارة المناسبة للمواد المستخدمة في تصنيع منتجاتهم. وبالمثل، يمكنهم استخدام أجهزة قياس الحرارة لاختبار أداء التصميم، مما يسمح لهم بإجراء تعديلات قبل بدء عملية الإنتاج.
تُحدد ظروف الفرن بشكل كبير نوع الثرموكبل المناسب لفرن مختبري عالي الحرارة. لذلك، لاختيار الثرموكبل الأمثل، يجب مراعاة عدة عوامل، مثل:
في معظم الحالات، تتطلب أجهزة البثق ضغطًا ودرجة حرارة عاليتين. تحتوي أجهزة البثق على محولات حرارية ملولبة تساعد على تثبيت أطراف مجساتها في البلاستيك المنصهر، عادةً تحت ضغط عالٍ.
يمكن تصنيع هذه الثرموكبلات كعناصر مفردة أو مزدوجة بأغلفة ملولبة فريدة. تُستخدم الثرموكبلات الحربية (BT) والثرموكبلات الانضغاطية (CF) بشكل شائع في مكونات الطارد منخفض الضغط.
تُستخدم أنواع مختلفة من أجهزة قياس الحرارة (الترموكبل) في تطبيقات متعددة في مختلف الصناعات. فإذا كنت تعمل في مجال الهندسة، أو صناعة الصلب، أو الأغذية والمشروبات، أو معالجة البلاستيك، فستجد أن أجهزة قياس الحرارة تُستخدم على نطاق واسع لقياس درجة الحرارة والتحكم فيها.