سنسور RTD چیست؟

سنسور RTD چیست؟

یکی از انواع سنسورهای پر کاربرد، سنسور دما است که وظیفه‌ی آن اندازه‌گیری دما می‌باشد. از این نوع سنسورها در صنایعی مانند نساجی، ماشین سازی، فولاد، نفت و گاز و همچنین مصارف خانگی استفاده می‌شود. سنسورهای اندازه گیری دما انواع مختلفی دارند؛ سنسور RTD و ترموکوپل از مهم ترین انواع این سنسورها به شمار می‌روند. در این مقاله به معرفی سنسور RTD می‌پردازیم.

سنسور RTD چیست؟

همانطور که پیشتر گفته شد سنسور RTD نوعی سنسور دما است که با نام دماسنج مقاومتی نیز شناخته می‌شود. RTD مخفف Resistance Temperature Detector به معنای آشکار ساز دمای مقاومتی است. اساس نام گذاری این نوع سنسورها نحوه‌ی کارکرد آن‌ها می‌باشد. سنسورهای RTD از عناصر فلزی با مقاومت مشخص ساخته می‌شوند؛ تغییر دما باعث تغییر مقاومت در این فلزات می‌شود، به طوری که با افزایش دما مقاومت آن‌ها افزایش و با کاهش دما مقاومت آن‌ها کاهش می‌یابد. بنابراین، این سنسورها تغییرات دمایی را بر حسب تغییر مقاومت این فلزات محاسبه می‌کنند. تغییر مقاومت فلزات به ضریب دمایی آن‌ها بستگی دارد. ضریب دمایی هر فلز به معنای میزان تغییر مقاومت آن با تغییر دما به اندازه‌ی یک درجه کلوین است.

ساختار سنسور RTD

سنسورهای RTD از شش جزء اصلی شامل عنصر فلزی، سیم، لوله‌ی محافظ، اتصالات و انتهای سرد که سنسور از طریق آن به سایر تجهیزات متصل می‌شود، تشکیل می‌شوند:

عنصر فلزی

در ساخت سنسورهای RTD می‌توان از فلزات مس، پلاتین، نیکل و بالکو استفاده کرد که هرکدام ویژگی‌های خاصی دارند. اولین فلزی که در ساخت سنسورهای RTD از آن استفاده شد فلز مس بود که تغییر مقاومت آن رابطه‌ی خطی خوبی با دما داشت، اما به دلیل اکسید شدن مس، این رابطه‌ی خطی در بازه‌ی دمایی محدودی پایدار بود. بنابراین، سنسور RTD  مسی در محیط‌های فاقد عناصر اکسید کننده مانند سیم پیچی موتورها، توربین‌ها و ژنراتورها کاربرد دارد. تغییر مقاومت فلز پلاتین دارای رابطه‌ی خطی پایداری با دما می‌باشد، به همین دلیل سنسور RTD  پلاتینی به عنوان سنسوری بسیار دقیق در صنعت به کار می‌رود. سنسور RTD نیکلی در برابر خوردگی مقاوم بوده و نسبت به سنسورهای پلاتینی قیمت مناسب تری دارد، اما تنها در بازه‌ی دمایی محدود 80 تا 260 درجه سانتیگراد رابطه‌ی خطی خود را حفظ می‌کند. بالکو آلیاژی متشکل از 70% نیکل و 30% درصد آهن بوده که رسانایی حرارتی آن مشابه نیکل است. مقاومت آلیاژ بالکو دو برابر فلز نیکل است و با دما رابطه‌ی خطی پایداری دارد. در تولید سنسورهای RTD مدرن آلیاژ بالکو به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و قیمت مناسب تر جایگزین مس، پلاتین و نیکل شده است.

سیم

سنسورهای RTD در انواع 2، 3 و 4 سیمه ساخته می‌شوند که رایج ترین نوع آن‌ها در کاربرد صنعتی سنسور RTD سه سیمه می‌باشد. تفلون و فایبرگلاس به دلیل تحمل دمایی بالا به عنوان مواد عایق در ساخت سیم‌ها به کار می‌روند. تفلون تا دمای 400 درجه فارنهایت و فایبرگلاس تا دمای 1000 درجه فارنهایت را تحمل می‌کند. عنصر تفلون در برابر رطوبت نیز مقاوم می‌باشد.

لوله‌ی محافظ

در ساخت لوله‌ی محافظ سنسور RTD از فولاد ضد زنگ 316 استفاده می‌شود. این آلیاژ برای ساخت سنسورهایی که تا دمای 500 درجه فارنهایت به کار می‌روند، مناسب است. برای ساخت سنسورهای RTD که در دمای بالاتر از 500 درجه فارنهایت به کار می‌روند از اینکونل 600 به جای فولاد استفاده می‌شود.

اتصالات

اتصالات سنسورهای RTD به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مشکلاتی مانند پیچ خوردگی نداشته باشند و نصب سنسور به آسانی صورت گیرد. در ساخت این اتصالات از برنج و فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. برنج در برابر خوردگی و فولاد ضد زنگ در برابر مواد شیمیایی و خوردگی مقاوم می‌باشد.

سخن آخر

سنسورها از انواع مختلف نقش مهمی در فرایندهای اتوماسیون صنعتی ایفا می‌کنند و هر یک ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در این مقاله به معرفی سنسور RTD و بررسی ساختار آن پرداختیم. شما می‌توانید در صفحه‌ی محصولات آتونیکس و محصولات بیداک انواع دیگری از سنسورها را همچون سنسورهای القایی و خازنی، مشاهده نمایید.