สิ่งที่ต้องรู้ก่อนการติดตั้ง Thermocouple มีอะไรบ้าง

วันนี้เราจะมาแชร์ข้อควรรู้ในการติดตั้งเทอร์โมคัปเปิล หรือ thermocouple หลายท่านอาจมีความกังวลใจเรื่องการติดตั้งกลัวไม่ถูกต้องหรือมีปัญหาต่างๆ ตามมา อีกทั้งการติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิผิดวิธียังมีผลต่อการทำงานและอายุการใช้งานอีกด้วย มีปัจจัยอะไรบ้างที่ต้องคำนึงถึงในการติดตั้ง เรามาหาคำตอบกัน ก่อนอื่นเลยเรามาทำความรู้จักกันว่า เทอร์โมคัปเปิลคืออะไร

เทอร์โมคัปเปิล คืออะไร

เทอร์โมคัปเปิลคือ เซ็นเซอร์มีหน้าที่ในการวัดอุณหภูมิหรืออุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิ โดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือความร้อนเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้า thermocouple ได้รับความนิยมในโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากอุตสาหกรรมมักจะใช้ฮีตเตอร์เพิ่มอุณหภูมิความร้อน เมื่อไปถึงค่าหนึ่งต้องรักษาหรือควบคุมอุณหภูมิเอาไว้ให้คงที่ เช่น โรงงานอุตสาหกรรมผลิตโลหะ โรงงานอุตสาหกรรมผลิตอาหาร ปิโตรเคมี ฯลฯ  เทอร์โมคัปเปิลประกอบไปด้วยลวดโลหะ 2 ชนิด ซึ่งแตกต่างกันทางโครงสร้างของอะตอมเมื่อนำมาเชื่อมปลายทั้งสองเข้าด้วยกัน ปลายข้างหนึ่งเรียกว่า Hot junction จุดวัดอุณหภูมิหรือจุดต่อร้อนและอีกข้างหนึ่งของลวดโลหะเรียกว่า Cold junction  จุดอ้างอิงหรือจุดต่อเย็น ในปัจจุบันสายเทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิมีหลายชนิดกำหนดด้วยตัวอักษรภาษาอังกฤษ เช่น J K L N หรือ T แต่ละชนิดมีลักษณะแตกต่างกัน บางประเภทออกแบบมาให้ใช้กับวัสดุโดยเฉพาะเพื่อให้ทนต่อความร้อนสูงบางประเภททนทานน้อย ราคาไม่แพง

จะติดตั้ง Thermocouple ต้องรู้อะไรบ้าง?

1. การเชื่อมต่อวงจรเทอร์โมคัปเปิล
   หลักการของเทอร์โมคัปเปิล สำหรับการต่อวงจรในลักษณะกลับขั้วมีวัตถุประสงค์คือใช้งานวัดอุณหภูมิในจุดที่เปลี่ยนแปลงบ่อย ทำให้ง่ายต่อการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ  สำหรับการต่อแบบขนานเหมาะกับการวัดอุณหภูมิแบบเฉลี่ยในระบบขนาดใหญ่หรือการวัดอุณหภูมิที่ละเอียดขึ้น เช่น อุณหภูมิขาออกของอากาศยาน
2. การใช้สายนำสัญญาณ
   การเชื่อมต่อ thermocouple เข้ากับอุปกรณ์ควบคุมหรือเครื่องมือวัดต่างๆ จะต้องเดินสายไฟในการเชื่อมต่อ แต่คนส่วนใหญ่มักเข้าใจผิดคิดว่าใช้สายไฟแบบไหนก็ได้ในการนำสัญญาณ ความจริงแล้ว การนำสายไฟทั่วไปมาใช้งานไม่เหมาะสมเพราะมีคุณสมบัติโลหะต่างกัน อาจทำให้เกิด Sensing Poing  หรือเกิดจุดวัดใหม่เป็นสาเหตุในการเกิด EMF ขึ้นในระบบ ส่งผลให้ค่าอุณหภูมิผิดเพี้ยน สายนำสัญญาณที่ออกแบบมาให้ใช้กับเทอร์โมคัปเปิล  มี 2 แบบได้แก่ Thermocouple Wire Grade ตัววัสดุเป็นไปตามมาตรฐานของเทอร์โมคัปเปิล เช่น เทอร์โมคัปเปิลtypek เทอร์โมคัปเปิลtypej  และ Thermocouple Extension Wires Grade ทำจากโลหะอัลลอย มีราคาถูก
3. การเชื่อมต่อสัญญาณเทอร์โมคัปเปิล
   การเชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับเทอร์โมคัปเปิลด้วยกันเอง หรือเชื่อมต่อกับเครื่องมือวัดสามารถเชื่อมต่อได้หลายแบบขึ้นอยู่กับปลายสายว่าเป็นแบบไหนเช่น Terminal Box, Connector หรือ เป็น Lead wires  หัวใจสำคัญในการเชื่อมต่อคืออุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับตัวเทอร์โมคัปเปิลต้องตรงกับชนิดของเทอร์โมคัปเปิลเท่านั้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเกิดจุดต่ออ้างอิงใหม่ตามกฎของ Law of intermediate temperature
   สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อหรือพักสายเทอร์โมคัปเปิลได้แก่ Terminal ใช้พักสายเทอร์โมคัปเปิล ก่อนต่อไปใช้งาน Sensor Connection Head อุปกรณ์ที่ใช้จับยึดตัวเทอร์มินอลและตัวเทอร์โมคัปเปิล Connector ออกแบบมาให้ใช้กับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ใช้เชื่อมต่อระหว่างเทอร์โมคัปเปิลกับเครื่องมือวัด หรือเทอร์โมคัปเปิลกับเทอร์โมคัปเปิลป้องกันการต่อกลับขั้ว
4. การใช้งานส่งสัญญาณเทอร์โมคัปเปิลระยะทางไกล
   ระยะทางว่าใกล้หรือไกลนั้นขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัยหลัก ๆคือปัจจัยภายในได้แก่ ความต้านทานภายในสาย โดยปกติแล้วแปรผันไปตามความยาวและขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางสาย ซึ่งปกติจะมีความต้านทานรวมของสายทั้งสองเส้นไม่เกิน 100 โอห์มปัจจัยภายนอกได้แก่การถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ต้นกำเนิดได้แก่สายไฟขนาดใหญ่ มอเตอร์ไฟฟ้า
   งานบางงานที่ต้องใช้เทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิระยะทางไกล เช่น 100 เมตรขึ้นไปหรือความต้านทานภายในสายรวมกัน 100 โอห์มมีความเสี่ยงอาจทำให้เกิดการลดทอนของสัญญาณได้หรืออาจถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็ก ดังนั้น การติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลจะต้องใช้ตัวแปลงสัญญาณโดยแปลงจากสัญญาณเทอร์โมคัปเปิลให้เป็นสัญญาณมาตรฐานทางอุตสาหกรรม อย่างเช่นกระแสไฟฟ้า 4~20mA
5. เกลียวที่ใช้กับเทอร์โมคัปเปิลเซ็นเซอร์
   เกลียวของเทอร์โมคัปเปิลนั้นสำคัญมากในกรณีที่ต้องการจับยึด หากเลือกขนาดไม่ตรงหรือผิดประเภทก็อาจจะทำให้เกิดความเสียหายที่ระบบเกี่ยวได้เช่นกันและยังส่งผลให้ยากต่อการบำรุงรักษาด้วย สำหรับมาตรฐานในการติดตั้งระบบเกลียวจะแตกต่างกันออกไป เช่น ISO metric screw threads (M)  ใช้กับระบบเกลียวสำหรับงานทั่วไป  BSP threads (R, G) ใช้กับระบบเกี่ยวท่อ Unified Thread Standard (UTS) เกลียวที่มีหน่วยเป็นนิ้ว ขนาดขององศาเกลียว 60°  British Standard Whitworth (BSW) เกลียวมาตรฐานอังกฤษมีขนาดองศาเกลียว  55° เป็นต้น
6. การติดตั้ง Thermowell
   เทอร์โมคัปเปิลคืออุปกรณ์สำคัญ และหากนำเทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิของไหลที่มีอัตราการไหลสูง การติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลในท่อ โดยไม่มีอุปกรณ์ป้องกันอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ ดังนั้น ควรติดตั้งอุปกรณ์Thermowell ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับตัวเซ็นเซอร์ การออกแบบเทอร์โมเวลอ้างอิงตามมาตรฐาน PTC 19.3 TW  สำหรับเทอร์โมเวลที่นิยมมี 3 แบบได้แก่  Tapered,  Flange และ เทอร์โมเวลล์แบบเสริมโคนให้แข็ง

สรุป

เทอร์โมคัปเปิลคืออะไร หลักการของเทอร์โมคัปเปิลคืออะไร สิ่งที่ควรรู้ก่อนติดตั้ง thermocouple วัดอุณหภูมิมีอะไรบ้าง ทั้งหมดนี้คือสาระดีๆ ที่เรานำมาแชร์ เทอร์โมคัปเปิลในปัจจุบันแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น เทอร์โมคัปเปิลtypek  เทอร์โมคัปเปิลtypej  ฯลฯ  สำหรับผู้ประกอบการหรืออุตสาหกรรมที่ต้องการสั่งผลิต เทอร์โมคัปเปิลราคาถูกประสิทธิภาพดี  Zappelec เรายินดีให้บริการ
เลือกชนิดสายเทอร์โมคัปเปิลได้ตามความต้องการ เลือกความยาวได้เริ่มต้น 0.5- 5 เมตร ราคาเริ่มต้นเพียง 120 -180 บาทต่อเมตรเท่านั้น นอกจากนั้นเรายังสามารถผลิตตามขนาดหรือแบบที่ต้องการได้เพราะเราเป็นโรงงานผลิตฮีตเตอร์รวมถึงอุปกรณ์เสริมที่ดีที่สุดและมีคุณภาพสูงสุด ทุกขั้นตอนเราผลิตเองตั้งแต่ต้นจนตรวจควบคุมโดยทีมงานผู้เชี่ยวชาญไม่ได้นำเข้าจากประเทศจีนอย่างแน่นอน