טמפרטורה -מדי טמפרטורה

בקרת טמפרטורה ולחות מהווה מרכיב קריטי בכל סביבה תעשייתית או מדעית שבה יציבות, דיוק ואיכות הם תנאי יסוד.

ניטור מדויק מאפשר שליטה בסביבות רגישות, מונע כשלים בתהליכים, ותומך בעמידה בתקנים מחמירים. השפעת תנאי סביבה על חומרים, רכיבים ומוצרים – קריטית הרבה יותר ממה שנראה לעין.

 מעבדות ומרכזי מחקר 

במעבדות מכל הסוגים – קליניות, ביולוגיות, כימיות, פיזיקליות ותעשייתיות – נדרשת שמירה על תנאים מבוקרים לניסויים, אינקובציות, אחסון חומרים, הפעלת מכשור מדויק ותהליכי בקרה. 

סטיות בטמפרטורה או בלחות** עלולות לשבש תהליכים ביולוגיים, לעוות תוצאות מחקר או לפגוע ביציבות חומרים רגישים.

 תעשיית המזון 

בתחום המזון – בתנאי אחסון, ייצור ושינוע – שמירה על טמפרטורה ולחות היא קריטית:  

- למניעת גידול חיידקים 

- להבטחת טריות ואיכות 

- לעמידה בתקני HACCP ותקנות בטיחות מזון 

חדרי קירור, מקפיאים ומחסני מזון מחוברים כיום לרשתות ניטור אוטומטיות עם התראות חריגה.

 תעשיית האלקטרוניקה וחצאי המוליכים 

בתהליכי ייצור מעגלים משולבים, שבבים ורכיבים אלקטרוניים – תנאים סביבתיים לא מבוקרים עלולים לגרום לבעיות כמו: 

- הצטברות חשמל סטטי (ESD) 

- עיבוי פנימי 

- קורוזיה או קצרים 

לכן בייצור אלקטרוניקה נהוג לעבוד בחדרים נקיים עם בקרה קפדנית על טמפרטורה ולחות יחסית.

 תעשיית התרופות והביוטכנולוגיה 

- **אחסון תרופות, חיסונים ומוצרים ביולוגיים** דורש תנאים מבוקרים, תיעוד מתמשך ועמידה בתקני GxP ו-FDA. 

- **חדרי ייצור סטריליים**, מילוי ואריזה, מצריכים ניטור בזמן אמת של תנאים סביבתיים. 

- **לחות גבוהה** עלולה לפגוע בפעילות ביולוגית של תכשירים, לגרום להמסה או לאובדן סטריליות.

 תעשיית הכימיה והחומרים 

בתהליכים סינתטיים, ערבוב חומרים פעילים, וייצור פולימרים – כל שינוי קל בטמפרטורה או בלחות עלול לשנות את התוצר. 

הקפדה על תנאים מבוקרים מאפשרת: 

- תגובות מדויקות 

- יציבות תהליך 

- שיפור איכות המוצר הסופי

 אחסון רכיבים, מכלולים ציוד אופטי וציוד רפואי 

בתעשיות הרפואיות והאלקטרוניות, רכיבים רגישים דורשים סביבה נטולת לחות וקבועת טמפרטורה – כולל חדרים יבשים (Dry Rooms), תאי אחסון סגורים ומערכות ניטור מחוברות: 

- למניעת קורוזיה 

- שמירה על סטריליות 

- מניעת פגיעות מכניות

 תעשיית המתכת ועיבוד שבבי 

תנאי טמפרטורה ולחות משפיעים על: 

-קורוזיה

- **התרחבות והתכווצות של מתכות**, המשפיעים על דיוק מכני 

- **התנהגות חומרי גלם** בתהליכי חריטה, כרסום והשחזה 

- **שמירה על מכונות מדויקות** מפני קורוזיה ולחות באוויר 

לכן נהוג למדוד ולתעד תנאים סביבתיים גם בסדנאות עיבוד מתקדמות ובחדרי מדידה.

 תעשיית הרכב  התעופה והחלל 

רכיבים לתעשייה האווירית והחללית מיוצרים תחת בקרה הדוקה, לעיתים בחדרים נקיים או אולטרה-יבשים: 

- **אלומיניום, טיטניום וחומרים מרוכבים** מגיבים לתנאים סביבתיים 

- **מערכות אוויוניקה ואלקטרוניקה אווירית** רגישות ללחות גבוהה 

- כל רכיב עובר בקרת איכות הדורשת תיעוד תנאי הייצור והאחסון לאורך זמן

מוזיאונים וארכיונים

לנטר את תנאי הלחות כדי למנוע עובד ופגיעה במוצגים

 טכנולוגיות מדידה מתקדמות 

כיום משתמשים במערכות הכוללות: 

- חיישני טמפרטורה ולחות מדויקים 

- תיעוד נתונים בלוגרים או בזמן אמת 

- חיבור למערכות בקרה מרכזיות 

- קישוריות Cloud להתראות וניטור מרחוק 

- עמידה בתקנים: ISO 14644, GMP, FDA 21 CFR Part 11

מהי מדידת טמפרטורה

-מדידת טמפרטורה הוא הפרמטר הפיזיקלי הנמדד ביותר. מד טמפרטורה נמצא כמעט בכל תחום בתעשייה במעבדות ובמחקר.

-חיישני הטמפרטורה מתחלקים לארבעה סוגים עיקריים: גששי טרמוקופל,גששי התנגדות(שנקראים גם  RTD ו-PT-100 (,

גששים ללא מגע INFRA RED  וגששי PTC

ניתן לספק תעודת כיול של מעבדה מוסמכת על פי חוק.

סוגים של מדי טמפרטורה

מדי הטמפרטורה למעבדה מחקר ותעשייה מתחלקים לחמש סוגים עיקריים:

תרמומטרים לכיס:

-תרמומטרים קטנים בצורת עיפרון לכיס שבהם חיישן הטמפרטורה מובנה ביחידה אחת עם התצוגה ,

תרמומטרים לכיס מוגבלים לטווח טמפרטורה צר של עד כ-200 צלזיוס

ומשמשים במעבדות ובמחקר למדידת טמפרטורה של נוזלים בטווחים של עד 100 מעלות צלזיוס,

במפעלי המזון משמשים למדידת טמפרטורה של עד 200 צלזיוס(בעיקר בממפעלים לייצור עופות)

ובבניין וכבישים למדידת טמפרטורה של אספלט עד 300 מעלות צלזיוס.

חיישן הטמפרטורה בתרמומטרים לכיס בדרך כלל קצר עם דוקרן בקצהו ומגיע עם כיסוי הגנה

או מתקפל כדי למנוע פגיעה של חיישן הדקירה במשתמש.

תרמומטרים למדידת טמפרטורה בחדר לתלייה על קיר ולמדידת טמפרטורה במקררים

עובדים בצורה דומה-צג טמפרטורה עם חיישן מובנה.

מדי טמפרטורה

-מדי הטמפרטורה מגיעים ללא החיישנים שאותן רוכשים בנפרד.

-מדי הטמפרטורה מגיעים עם כניסה אחת או יותר לחיישני טמפרטורה (בדרך כלל טרמוקופלים),

היתרון שניתן לחבר לאותו מד טמפרטורה מגוון רחב של חיישני טמפרטורה:

חיישנים לטבילה בנוזלים,למדידה של שטח,

חיישני דקירה,חיישנים גמישים,חיישנים לטמפרטורה גבוהה ועוד

ניתן למדוד איתם טמפרטורה בטווחי טמפרטורה גדולים מ200 - צלזיוס ועד 1800 צלזיוס .

-החיבור אליהם סטנדרטי עם מחבר מיני עם רגליים שטוחות.
-ניתן לרכוש מד טמפרטורה דיגיטלי

אוגרי טמפרטורה-דטה לוגר(אוגרי נתונים) לטמפרטורה

-כאשר יש צורך למפות טמפרטורה בתנורים אינקובטורים או כל מתקן חימום אחר,

למד הטמפרטורה יש מספר כניסות,2 או 4 או 12 או יותר שמאפשר לבדוק בכל רגע נתון

את הטמפרטורה במספר נקודות ולראות את ההבדלים בטמפרטורה.

במקרים רבים משתמשים באוגרי נתונים טמפרטורה שדוגמים בזמן קצוב את הטמפרטורה

לאורך התהליך שנמשך שעות או ימים ואחר כך ניתן להוריד את התוצאות למחשב ולראות את גרף

התנהגות הטמפרטורה לאורך זמן.

חיישן הטמפרטורה הנפוץ ביותר הוא מסוג K בעל מחבר צהוב שמאפשר מדידות טמפרטורה בטווח רחב של

200- צלזיוס עד 1370+ צלזיוס.

מד טמפרטורה מדוייק-מסטר

כאשר יש צורך במד טמפרטורה בדיוקים גבוהים במיוחד לצורך כיולים משתמשים

במד טמפרטורה עם חיישן התנגדות מסוג RTD PT100

מדי טמפרטורה ללא מגע IR

הם פחות מדוייקים ומיועדים למקומות שאין אפשרות להגיע או לגעת עם חיישן טמפרטורה

טרמוקופלים

חיישני טרמוקופל-צמד תרמי THERMOCOUPLE

הסימון הטכני שלהם:

 

-גששי טרמוקופל(צמד תרמי) מהווים מעל 90% מהחיישנים של הטמפרטורה במחקר בתעשייה ובמעבדות.

עיקרון העבודה של מד טמפרטורה טרמוקופל

טרמוקופל או בעברית צמד תרמי בנוי משתי מתכות שונות שמרותכות בקצה(הקצה החם)

ומבודדות ונותנות בקצה הקר מתח במיקרוולט שהוא פונקציה של הטמפרטורה בקצה החם.

המתח אינו לינארי וישנה טבלת מתחים שממירה את המתח לטמפרטורה.

סוגי טרמוקופלים

-יש מספר סוגים של טרמוקופלים הבנויים ממתכות שונות ומיועדים לטווחי טמפרטורה שונים,

הטרמוקופלים נבדלים זה מזה בטווח הטמפרטורה שהם עובדים ובדיוקים שלהם.

-לטרמוקופלים שונים בידודים בצבעים שונים כדי להבדיל ביניהם ,הצבעים נקבעו על פי תקנים בינלאומיים אמריקאיים,אירופאיים ויפניים.

חוטי הארכה(כבל השוואה) ומחברים לטרמוקופלים.

כדי לחבר בין הגששים למכשירי המדידה והבקרה של הטמפרטורה  יש צורך בחוטי הארכה,

לא ניתן להאריך חיישני טרמוקופל עם חוטי חשמל רגילים,הפרש טמפרטורה בין נקודת החיבור לחיישן לבין נקודת החיבור

למכשיר המדידה יכניס טעות בטמפרטורה,לכן יש להאריך את חיישני הטרמוקופל עם חוטי מאריך של אותו טרמוקופל.אותו הדבר לגבי שקעים ותקעים,

לא ניתן לחבר שקעים ותקעים רגילים שבהם הפינים עשויים ממתכת זהה אלא רק עם מחברי טרמוקופל שבהם כל פין עשוי מהמתכות

שעליהם מבוסס הטרמוקופל,שימוש במחברים רגילים יכניס טעות במדידת הטמפרטורה. למחברי הטרמוקופלים צבעים שונים שנקבעו על פי תקנים בינלאומיים.

-משתמשים בחוטי הארכה לטרמוקופלים מבודדים ב-PVC  למקומות שאינם חמים,ומשתמשים בכבלי הארכה לטרמוקופל משוריינים ומבודדים סיבי זכוכית למקומות חמים.

כאשר המרחק ארוך בין נקודת המדידה ומערכת המדידה\בקרה חשוב לבודד את חוט המאריך מרעשים חשמליים שעלולים להכניס ספייקים במדידה.

-מחברי הטרמוקופלים למעבדות הם מיניאטוריים ועם רגליים שטוחות, תעשיה משתמשים עם מחברים גדולים שהם עם רגליים עגולות,

המחברים מתאימים לעבודה בטמפרטורה של עד 90 צלזיוס, אם האזור חם יש מחברים קרמיים שעומדים עד 450 צלזיוס.  

סוגי טרמוקופלים

-המתכות שמהם מייצרים טרמוקופלים לפי דרגת הפופולריות שלהם:

כרום ואלומל ,טרמוקופל מסוג K,הוא הפופולרי ביותר מיועד לטווח הטמפרטורה 200- עד 1370+ צלזיוס, המחברים בדרך כלל בצבע צהוב

ברזל ונחושת,טרמוקופל מסוג J המחברים בדרך כלל בצבע שחור מיועד לטווח טמפרטורה של 210- עד 760 צלזיוס(החיסרון שמקבל חלודה כי אחד החוטים עשוי ברזל)

קונסטנטן ונחושת,טרמוקופל T המחברים בדרך כלל בצבע כחול בעל הדיוק הטוב ביותר בטווח הטמפרטורות הנמוכות של -270 צלזיוס ועד 400+צלזיוס

פלטינה ורודיום,טרמוקופל R המחבר בדרך כלל בצבע ירוק מיועד לטווח הטמפרטורת הגבוהות מעל 1200 צלזיוס,טווח טמפרטורה 50- עד 1768 צלזיוס

טרמוקופל מסוג N נכנס לעבודה בשנים האחרונות ומחליף את סוג K ,הוא מחזיק מעמד לזמן ארוך יותר.

טרמוקופל מסוג B לטמפרטורות גבוהות עד 1800 צלזיוס

טרמוקופל מסוג C לטמפרטורות מאד גבוהות באווירה ללא חמצן

טרמוקופל מסוג E מאד יציב ומיועד לתחנות כוח 

סוגי הבידוד של הטרמוקופל

-את הריתוך של הקצה החם יש לבצע ברתכת באווירת ארגון כדי ליצור כדור שמורכב משתי המתכות שהותכו,

ככל שחוטי הטרמוקופל דקים יותר התגובה מהירה יותר, ככל חוטי הטרמוקופל עבים יותר אורך החיים שלהם ארוך יותר.

-הבידוד והמעטפת של חוטי הטרמוקופל נקבעים על פי השימוש שלהם.

-בטמפרטורות נמוכות כשדרושים חיישני טמפרטורה גמישים משתמשים בחוטים מבודדים טפלון שעמידים עד 260 צלזיוס

או בחוטים מבודדים סיבי זכוכית שעמידים עד 480 צלזיוס(להבדיל מהטפלון הבידוד מתפורר עם הזמן עקב מגע או חיכוך),

נקבעו סטנדרטים של עוביים לחוטי הטרמוקופל 20 גייג(0.8ממ עובי כל חוט),24 גייג(0.5מ"מ עובי כל חוט),30 גייג'(0.25מ"מ עובי כל חוט) ו-36 גייג(0.125ממ עובי כל חוט).

עם הבידוד עובי הטרמוקופל גדל.

-בטמפרטורות גבוהות מעל 500 צלזיוס משתמשים בבידוד חיצוני מתכתי או אלומינה והבידוד הפנימי בין המתכות הוא חרוזי אלומינה או אבקת אלומינה,

ככל שעולים בטמפרטורה יש צורך באלומינה נקייה יותר. המתכת הפופולרית כמעטפת חיצונית לטרמוקופל היא אינקונל המאפשרת מדידה עד 1250 צלזיוס

ומגיעה בקטרים של 1מ"מ,1.5מ"-בקטרים אלה ניתן לכופף את הטרמוקופל בקלות,3.2מ"מ ו-6.4 מ"מ.

בטמפרטורות מעל 1200 צלזיוס משתמשים בבידודי אלומינה שהם שבירים והקטרים שלהם בדרך כלל עבים יותר.

טבלת צבעים של חוטי טרמוקופל על פי תקנים:אמריקאי,יפני,אירופאי ובריטי

איזה מד טמפרטורה לבחור?

כמובן עליכם לבחור את המד טמפרטורה המתאים בדיוק עבורכם. לשם כך עליכם לדעת מה אתם צריכים למדוד.בבחירת המד יש לדעת התכונות והמאפיינים הטכניים שלו.למשל אילו ערכים מופיעים במסך האם אלו מעלות צלסיוז או פרנהייט,טווחי טמפרטורה,גדלים,רגישות המד,החומרים ממנו הוא מיוצר וכו'.

יישומי מד טמפרטורה

ניתן להשתמש  במד טמפרטורה אינפרא אדום לצורך ניטור תהליכים, תחזוקה מונעת ומניעה של צמחים,מעבדה, יישומים חשמליים, אבטחת איכות ויישומים אחרים.

מד טמפרטורה לתעשייה ולמעבדה

אמ.אר.סי מספקת מדי טמפרטורה תעשייתים במגוון אפשרויות.יועץ מקצועי יתאים עבורכם את המד המתאים. מד טמפרטורה נקרא גם טרומומטר

שעון תצוגה של טמפרטורה/לחות למעבדה

שעון צג גדול המציג טמפרטורה/לחות/שעה/תאריך.
תצוגת LED גדולה.