Thermocouple คืออะไร ทำงานอย่างไร

Thermocouple คืออะไร?

Thermocouple (เทอร์โมคัปเปิล) เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในงานอุตสาหกรรม ทำงานโดยอาศัย หลักการ Seebeck Effect — เมื่อโลหะสองชนิดต่างกันถูกเชื่อมต่อกันที่ปลายด้านหนึ่ง (จุดวัด) และมีอุณหภูมิต่างกันที่ปลายทั้งสองด้าน จะเกิดแรงดันไฟฟ้า (EMF) ขึ้น ซึ่งแรงดันนี้จะแปรผันตามอุณหภูมิ

ข้อดีของ Thermocouple

ช่วงอุณหภูมิกว้าง — วัดได้ตั้งแต่ -200°C ถึง 1800°C
ตอบสนองเร็ว — เหมาะกับกระบวนการที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเร็ว
ทนทาน — ทนต่อการสั่นสะเทือนและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดี
ราคาถูก — เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ประเภทอื่น

ชนิดของ Thermocouple

Thermocouple แต่ละชนิดใช้โลหะคู่ต่างกัน ส่งผลต่อช่วงอุณหภูมิและความแม่นยำ

ชนิด	โลหะ	ช่วงอุณหภูมิ	การใช้งาน
Type K	Chromel / Alumel	-200°C ถึง 1260°C	นิยมที่สุด ใช้ได้ทั่วไป
Type J	Iron / Constantan	-40°C ถึง 750°C	เหมาะกับสุญญากาศ, บรรยากาศเฉื่อย
Type T	Copper / Constantan	-200°C ถึง 350°C	ความแม่นยำสูง อุณหภูมิต่ำ
Type E	Chromel / Constantan	-200°C ถึง 900°C	ความไวสูง (sensitivity)
Type N	Nicrosil / Nisil	-200°C ถึง 1260°C	เสถียรกว่า Type K ที่อุณหภูมิสูง
Type S	Platinum-Rhodium / Platinum	0°C ถึง 1450°C	ความแม่นยำสูงมาก
Type R	Platinum-Rhodium / Platinum	0°C ถึง 1450°C	คล้าย Type S ความไวสูงกว่า
Type B	Platinum-Rhodium / Platinum-Rhodium	250°C ถึง 1800°C	อุณหภูมิสูงมาก เช่น เตาหลอม

เลือกชนิดไหนดี?

งานทั่วไป → Type K (ราคาถูก ช่วงกว้าง)
อุณหภูมิต่ำ เน้นแม่น → Type T
สภาพแวดล้อมรุนแรง → Type N
ต้องการความแม่นยำมาก → Type S หรือ R
อุณหภูมิเกิน 1500°C → Type B

การเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของโพรบส่งผลต่อ เวลาตอบสนอง และ ความทนทาน

ขนาด (mm)	เวลาตอบสนอง	ความทนทาน	เหมาะกับงาน
1.0 - 2.3	เร็วมาก	ต่ำ	งานที่ต้องการตอบสนองเร็ว ของเหลว
3.2 - 4.8	ปานกลาง	ปานกลาง	งานทั่วไป (แนะนำ)
6.0 - 10.0	ช้า	สูง	งานหนัก สภาพแวดล้อมรุนแรง

คำแนะนำ: ถ้าไม่แน่ใจ เลือก 3.2 mm เป็นขนาดมาตรฐานที่ใช้ได้ดีกับงานส่วนใหญ่

แบบหัว Thermocouple (Connection Head)

หัว Thermocouple เป็นส่วนที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อสายสัญญาณ โดยมีหลายแบบให้เลือกตามการใช้งาน

แบบหัว	ลักษณะ	เหมาะกับงาน
Type A	หัวกลม ขนาดเล็ก มีฝาเปิด	งานทั่วไป ติดตั้งง่าย
Type B	หัวกลม ขนาดใหญ่กว่า Type A	งานที่ต้องการพื้นที่ต่อสายมากขึ้น
Type C	หัวทรงตัด (Flat)	พื้นที่จำกัด
Type D	หัวทรงกระบอก กันน้ำ	สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง
ไม่มีหัว	ปลายเปลือย ต่อสายตรง	ใช้กับ Terminal Block โดยตรง

การเดินสาย 2 สาย (Single Element)

Thermocouple แบบ 2 สาย Single Element เป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด มีสายสัญญาณ 2 เส้น คือ:

สาย + (บวก) — สีตามมาตรฐานของชนิด TC
สาย - (ลบ) — สีตามมาตรฐานของชนิด TC

ข้อควรระวังในการเดินสาย

ใช้ Thermocouple Extension Wire (สาย TC) ในการต่อเพิ่มเท่านั้น ห้ามใช้สายทองแดงทั่วไป
หลีกเลี่ยงการเดินสายใกล้ แหล่งจ่ายไฟ หรือ สาย Power เพื่อลดสัญญาณรบกวน
ใช้ Shielded Cable ถ้าเดินสายในระยะไกล

การเชื่อมต่อกับ PLC ผ่าน S-E4TC4T

สำหรับการใช้งาน Thermocouple กับ PLC Samkoon สามารถใช้โมดูลส่วนขยาย S-E4TC4T ซึ่งรองรับ Thermocouple Input 4 ช่อง และ Transistor Output 4 จุด

ดูรายละเอียดการตั้งค่าได้ที่: คู่มือตั้งค่า S-E4TC4T

Thermocouple คืออะไร ทำงานอย่างไร