گرما جفت یا ترموکوپل یکی از ساده‌ترین و راحت‌ترین قطعات صنعتی است که برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شود. این تجهیز رنج دمایی گسترده‌ای را پوشش می‌دهد و به دلیل اینکه ثابت زمانی ترموکوپل‌ها کوچک است سرعت پاسخ دهی آن‌ها بالاست. در حوزه‌های مختلف صنعتی، خانگی، اداری و تجاری کاربرد دارد. و بازه دمایی آن بین 200- تا 1700 درجه سانتی‌گراد است.

ترموکوپل‌ها بر اساس پدیده ترموالکتریک (یعنی تبدیل مستقیم اختلاف دما به ولتاژ الکتریکی) عمل می‌کنند. ترموکوپل از دو فلز ناهمجنس ساخته شده است که از یک سر به هم متصل و سر دیگر آن‌ها آزاد می‌باشد. (محل اتصال دو فلز روی عنصر یا سطحی قرار می‌گیرد که می‌خواهیم دمای آن را اندازه بگیریم.)

اگر محل اتصال دو فلز ترموکوپل حرارت داده شود به دلیل اثر ترموالکتریکی در دو سر دیگر آن اختلاف پتانسیل ایجاد می‌شود. این ولتاژ وابسته به حرارت است و با افزایش حرارت ولتاژ به صورت غیر خطی افزایش می‌یابد. میزان خطی بودن رابطه ولتاژ-دما به ترکیب فلزهای انتخاب شده برای ساخت ترموکوپل بستگی دارد. بنابراین با بررسی میزان ولتاژ می‌توان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد.

در هنگام خرید ترموکوپل باید به موارد زیر دقت کرد.

• محدوده دما  (Temperature Range)
• زمان واکنش (Reaction Time)
• مقاومت در برابر لرزش و سایش (Abrasion And Vibration Resistance)
• کالیبراسیون (Calibrations)
• طول ترموکوپل
• تایپ (Type)

ترموکوپل‌ها انواع مختلفی دارند که اصطلاحا به آن تیپ گفته می‌شود و طبق جنس فلز و آلیاژ آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند و عبارت اند از: J، R، T N، B، C، S، K

نوع K:

• از سیم فلزی Ni-Cr (به نام تجاری کرومل) و Ni-Al (به نام تجاری آلومل) ساخته شده است
• رایج ترین و ساده‌ترین نوع که به لحاظ اقتصادی نیز نسبت به سایر تیپ‌ها ارزان است
• رنج دمایی بین 200- تا 1350+ است که البته این مقدار در محیط‌های مختلف ممکن است مقداری تغییر کند.
• دارای حساسیت 41 میکرو ولت بر درجه سانتی گراد است.
• دارای عملکرد مناسب برای شرایط غیر خلاء می‌باشد.
• به دلیل استفاده از آلیاژ مس در ساخت این تیپ، در مقابل اکسیداسیون دارای مقاومت بسیار زیادی است.

نوعJ:

• این تیپ از فلز آهن و آلیاژهای مس-نیکل ساخته می‌شود.
• بعد از تیپ K دومین تیپ پرکاربرد و ارزان است.
• در مقایسه با نوع K دارای محدوده دمایی کمتر و طول عمر کوتاه‌تری است.
• دارای بازه دمایی 180- تا800+ درجه سانتی گراد است.
• به دلیل استفاده از آهن در ساخت این تیپ، از آن در صنایع قالب ریزی پلاستیک استفاده می‌شود اما در محیط‌هایی که احتمال اکسید شدن وجود داشته باشد استفاده نمی‌شود.
• دارای حساسیت 50 میکرو ولت بر درجه سانتی‌گراد است.

نوع E:

• این ترموکوپل با استفاده از فلزات Ni-Cr(کرومل) و Cu-Ni(کنستانتان) ساخته می‌شود.
• دقت بیشتر و سیگنال قوی تری نسبت به ترموکوپل نوع K و J دارد.
• دارای محدوده دمایی40- تا 900 درجه سانتی‌گراد است.
• دارای حساسیت 62 میکرو ولت بر درجه سانتی گراد است.
• نسبت به انواع دیگر بالاترین اختلاف پتانسیل را در هر درجه ایجاد می‌کند.

نوع T:

• از فلزهای مس و آلیاژCu-Ni (کنستانتان) ساخته می‌شود.
• دارای حساسیت 43 میکروولت بر درجه سانتی گراد است.
• دارای محدوده دمایی 200- تا 350 درجه سانتی گراد است.
• برای اندازه گیری دمای پایین مناسب می‌باشد.
• دارای مقاومت بالا در برابر رطوبت و اکسیداسون است.

    نوع N:

• از فلز Ni-Cr-Si (به نام تجاری نیکروسیل) و Ni-Si-Mg (به نام تجاری نیسیل) ساخته شده است.
• دقت و محدوده دمایی مشابه نوع K است.
• در شرایط با اکسیژن کم بهترین جایگزین برای نو K است.
• دارای حساسیت 30 میکرو ولت بر درجه سانتی گراد است.
• مورد استفاده در دماهای بالا
• برای استفاده در خلاء، محیط اکسید کننده و جو خشک مناسب است.

نوع R، S و B:

• این 3 نوع ترموکوپل از ترکیب های مختلف دو فلز پلاتین و رادیوم ساخته می‌شوند و تفاوت آن‌ها در میزان پلاتین آن‌هاست.
• دارای محدوده دمایی 0 تا 1750 درجه سانتی گراد می‌باشند.
• دارای بیش ترین قیمت نسبت به سایر تیپ ها می‌باشند.
• دارای حساسیت 10 میکرو ولت بر درجه سانتی گراد هستند.
• برای اندازه گیری دمای بالا مناسب می‌باشند.
• در صنعت شیشه و فولاد به کار می‌روند.

    مقایسه انواع ترموکوپل