การออกแบบเซ็นเซอร์ทดสอบอุณหภูมิในเตาหลอมแบบหลุม

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้ในเตาหลอมแบบหลุมสามารถแบ่งออกเป็นแบบสัมผัสและแบบไม่สัมผัสตามรูปแบบการถ่ายเทความร้อน ที่จุดเชื่อมต่อของวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกัน การแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้จนกว่าอุณหภูมิทั้งสองจะเท่ากัน เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ผลิตตามหลักการนี้เรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัส เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสนั้นใช้หลักการวัดพลังงานรังสีที่เกิดจากวัตถุ เซ็นเซอร์แบบสัมผัสมีลักษณะการตอบสนองที่ละเอียดอ่อนและมีความแม่นยำสูง เซ็นเซอร์แบบสัมผัสแบ่งออกเป็นเซ็นเซอร์ส่วนขยาย เซ็นเซอร์อุณหภูมิความต้านทานความร้อน และเซ็นเซอร์อุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลเป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม มีข้อดีคือมีความทนทานดี อายุการใช้งานยาวนาน ต้นทุนต่ำ และมีความแม่นยำสูง เทอร์โมมิเตอร์แบบหลายช่องสัญญาณชนิดบัสที่แนะนำในบทความนี้ใช้เซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิล
เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ในเตาหลอมแบบหลุมเป็นองค์ประกอบตรวจจับอุณหภูมิที่สร้างขึ้นโดยใช้หลักการของเทอร์โมอิเล็กทริก หลักการวัดอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลนั้นค่อนข้างง่าย กล่าวคือ หากอุณหภูมิ T และ T อยู่ที่จุดเชื่อมต่อสองจุด จะมีตัวนำ A และ B สองตัวที่แตกต่างกันสร้างวงจรปิด จากนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกจะถูกสร้างขึ้นในวงจรเพื่อสร้างกระแส ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก ตัวนำทั้งสอง A และ B กลายเป็นอิเล็กโทรดเทอร์โมอิเล็กทริก และการรวมกันของทั้งสองจะกลายเป็นเทอร์โมคัปเปิล ปลายที่สัมผัสกับสนามความร้อนจะกลายเป็นส่วนท้ายของการทำงาน และปลายอีกด้านเรียกว่าปลายอิสระ ค่าศักย์ของเทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลสัมพันธ์กับคุณสมบัติของวัสดุโลหะที่ประกอบเป็นเทอร์โมคัปเปิล ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายวัดและปลายเย็น และไม่ขึ้นกับขนาดของเส้นลวดโลหะ อุณหภูมิตามแนวเส้นลวด และตำแหน่งของจุดวัดศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกในวงจร T-end เรียกว่าปลายการวัด และ T-end เรียกว่าปลายอ้างอิง (ปลายเย็น) เทอร์โมคัปเปิ้ลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับอุณหภูมิ
ปัจจุบันการตรวจจับอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิ้ลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เมื่อเปรียบเทียบกับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิอื่นๆ เทอร์โมคัปเปิลมีข้อดีหลายประการ เช่น ความแม่นยำในการตรวจจับสูง การตรวจจับระยะไกลสามารถทำได้ โดยอำนวยความสะดวกในการควบคุมจากส่วนกลาง จอแสดงผลดิจิตอล และการบันทึกอัตโนมัติ จากคุณลักษณะนี้ เทอร์โมมิเตอร์แบบหลายช่องสัญญาณชนิดบัสสามารถตรวจจับอุณหภูมิในพื้นที่ห่างไกลจากเตาหลอมแบบหลุมได้ สามารถสร้างเป็นเทอร์โมคัปเปิลขนาดเล็กที่มีความเฉื่อยทางความร้อนเล็กน้อยและความเร็วปฏิกิริยาที่รวดเร็ว สามารถใช้สำหรับการตรวจจับอุณหภูมิแบบไดนามิกและการตรวจจับอุณหภูมิพื้นผิว