1821 yılında, bir fizikçi, yani 'Thomas Seebeck', bir devredeki bir bağlantının her iki ucuna iki farklı metal tel bağlandığında, bağlantı noktasına sıcaklık uygulandığında, bir akım akışı olacağını ortaya çıkardı. devre elektromanyetik alan (EMF) olarak bilinen. Devre tarafından üretilen enerjiye Seebeck Etkisi adı verilir. Thomas Seebeck'in etkisini kılavuz olarak kullanan İtalyan fizikçiler, yani Leopoldo Nobili ve Macedonio Melloni, 1826 yılında termal çarpan olarak adlandırılan bir termoelektrik pil tasarlamak için işbirliği yaptılar, Seebeck’in termoelektrikliğinin keşfinden galvanometre yanı sıra radyasyonu hesaplamak için bir termopil. Onun çabası için, bazı insanlar Nobili'yi termokuplun keşfi olarak tanımladı.

Termokupl nedir?

Termokupl, bir tür sıcaklık olarak tanımlanabilir sensör EMF veya elektrik akımı şeklinde belirli bir noktada sıcaklığı ölçmek için kullanılır. Bu sensör, bir bağlantı noktasında birbirine bağlanan iki farklı metal tel içerir. Bu bağlantı noktasında sıcaklık ölçülebilir ve metal telin sıcaklığındaki değişiklik gerilimleri uyarır.

Termokupl

Cihazda üretilen EMF miktarı çok dakikadır (milivolt), bu nedenle devrede üretilen emf'yi hesaplamak için çok hassas cihazlar kullanılmalıdır. EMF'yi hesaplamak için kullanılan yaygın cihazlar voltaj dengeleme potansiyometresi ve sıradan galvanometredir. Bu ikisinden fiziksel veya mekanik olarak bir dengeleme potansiyometresi kullanılır.

Termokupl Çalışma Prensibi

termokupl prensibi temelde üç etkiye, yani Seebeck, Peltier ve Thompson'a bağlıdır.

Beck-effect'e bakın

Bu tür bir etki, iki farklı metal arasında meydana gelir. Isı, metal tellerden herhangi birine teklif ettiğinde, elektron akışı sıcak metal telden soğuk metal tele beslenir. Bu nedenle doğru akım devreyi uyarır.

Peltier etkisi

“köprü doğrultucu ac'den dc'ye ”

Bu Peltier etkisi, Seebeck etkisinin tersidir. Bu etki, aralarında potansiyel varyasyon uygulanarak herhangi iki farklı iletken arasında sıcaklık farkının oluşturulabileceğini belirtir.

Thompson etkisi

Bu etki, iki farklı metalin birbirine sabitlendiğini ve iki eklem oluşturduklarında voltajın, sıcaklık gradyanı nedeniyle toplam iletken uzunluğunu indüklediğini belirtir. Bu, sıcaklığın hızı ve yönündeki değişimi kesin bir konumda gösteren fiziksel bir kelimedir.

Termokupl Yapısı

Cihazın yapısı aşağıda gösterilmiştir. Bağlantı ucunda birbirine bağlanan iki farklı metal tel içerir. Bağlantı, ölçüm ucu olarak düşünür. Kavşağın ucu, topraklanmamış, topraklanmış ve açıkta kalan bağlantı olmak üzere üç türe ayrılır.

Termokupl Yapısı

Topraklanmamış Bağlantı

Bu tür bir bağlantı noktasında iletkenler koruyucu kılıftan tamamen ayrılır. Bu bağlantının uygulamaları ağırlıklı olarak yüksek basınç uygulama işlerini içerir. Bu işlevi kullanmanın ana yararı, başıboş manyetik alan etkisini azaltmaktır.

Topraklı Bağlantı

Bu tür bir bağlantıda, metal teller ve koruma kapağı birbirine bağlanır. Bu fonksiyon, asidik atmosferdeki sıcaklığı ölçmek için kullanılır ve gürültüye karşı direnç sağlar.

Açık-Kavşak

Açığa çıkan bağlantı, hızlı müdahalenin gerekli olduğu alanlarda uygulanabilir. Bu tür bir bağlantı, gaz sıcaklığını ölçmek için kullanılır. Sıcaklık sensörünü yapmak için kullanılan metal temel olarak sıcaklık hesaplama aralığına bağlıdır.

Genel olarak bir termokupl, sıcak bağlantı adı verilen bir bağlantı noktasına bağlanarak tespit elemanını oluşturan demir ve konstantan olmak üzere iki farklı metal tel ile tasarlanmıştır. Bu iki bağlantıdan oluşur, bir bağlantı bir voltmetre ile bağlanır veya verici Soğuk bağlantı noktası ve ikinci bağlantı noktası, sıcak bağlantı adı verilen bir süreçle ilişkilendirilir.

Termokupl Nasıl Çalışır?

termokupl diyagramı aşağıdaki resimde gösterilmiştir. Bu devre iki farklı metal ile inşa edilebilir ve iki bağlantı oluşturarak birbirlerine bağlanırlar. İki metal, kaynak yoluyla bağlantı ile çevrelenmiştir.

Yukarıdaki diyagramda, kavşaklar P & Q ile gösterilir ve sıcaklıklar T1 ve T2 ile gösterilir. Bağlantının sıcaklığı birbirinden farklı olduğunda, devrede elektromanyetik kuvvet oluşur.

Termokupl Devresi

Bağlantı ucundaki sıcaklık eşdeğer hale gelirse, eşdeğer ve ters elektromanyetik kuvvet devrede üretir ve içinden akım akışı olmaz. Benzer şekilde, bağlantı ucundaki sıcaklık dengesiz hale gelir, ardından bu devrede potansiyel varyasyon indüklenir.

Devrede indüklenen elektromanyetik kuvvetin büyüklüğü, termokupl yapımı için kullanılan malzeme türüne bağlıdır. Devre boyunca tüm akım akışı, ölçüm aletleri tarafından hesaplanır.

Devrede indüklenen elektromanyetik kuvvet aşağıdaki denklem ile hesaplanır

E = bir (∆Ө) + b (∆Ө) 2

∆Ө, sıcak termokupl bağlantı ucu ile referans termokupl bağlantı ucu arasındaki sıcaklık farkı olduğunda, a & b sabittir

Termokupl Çeşitleri

Termokupl tiplerinin tartışılmasına geçmeden önce, termokuplun atmosferik sıcaklıklardan izole edilmesi için koruyucu bir kılıf içinde korunması gerektiği dikkate alınmalıdır. Bu kaplama, cihaz üzerindeki korozyon etkisini önemli ölçüde en aza indirecektir.

Yani, birçok termokupl türü vardır. Bunlara detaylı bir göz atalım.

K yazın - Bu aynı zamanda Nikel-Krom / Nikel-Alümel tipi termokupl olarak da adlandırılır. En çok kullanılan türdür. Gelişmiş güvenilirlik, hassasiyet ve ucuz özelliklere sahiptir ve genişletilmiş sıcaklık aralıklarında çalışabilir.

K Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -454F ila 2300F (-270⁰C - 1260⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu K tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 2.2C veya +/-% 0.75 ve özel sınırlar +/- 1.1C veya% 0.4'dür

J yazın - Demir / Konstantan karışımıdır. Bu aynı zamanda en çok kullanılan termokupl türüdür. Gelişmiş güvenilirlik, kesinlik ve ucuzluk özelliklerine sahiptir. Bu cihaz yalnızca daha düşük sıcaklık aralıklarında çalıştırılabilir ve yüksek sıcaklık aralıklarında çalıştırıldığında kısa bir kullanım ömrüne sahiptir.

J Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -346F ila 1400F (-210⁰C - 760⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu J tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 2.2C veya +/-% 0.75 ve özel sınırlar +/- 1.1C veya% 0.4'dür

T yazın - Bakır / Konstantan karışımıdır. T tipi termokupl, artan stabiliteye sahiptir ve genellikle ultra düşük sıcaklıklı dondurucular ve kriyojenik gibi daha düşük sıcaklık uygulamaları için uygulanır.

T Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -454F ila 700F (-270⁰C - 370⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 1.0C veya +/- 0.75% ve özel sınırlar +/- 0.5C veya% 0.4

E yazın - Nikel-Krom / Konstantan karışımıdır. ≤ 1000F'de çalıştırıldığında Tip K ve J termokupllara kıyasla daha büyük bir sinyal kabiliyetine ve gelişmiş doğruluğa sahiptir.

E Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -454F ila 1600F (-270⁰C - 870⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 1.7C veya +/-% 0.5 ve özel sınırlar +/- 1.0C veya% 0.4'dür

N yazın - Nicrosil veya Nisil termokupl olarak kabul edilir. N tipinin sıcaklık ve doğruluk seviyeleri K tipine benzerdir. Ancak bu tip K tipinden daha pahalıdır.

N Tipi

“arduino pro mini vs nano ”

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -454F ila 2300F (-270⁰C - 392⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 2.2C veya +/-% 0.75 ve özel sınırlar +/- 1.1C veya% 0.4'dür

S yazın - Platin / Rodyum veya% 10 / Platin termokupl olarak kabul edilir. S tipi termokupl, Biyoteknoloji ve eczane kuruluşları gibi yüksek sıcaklık aralığı uygulamaları için son derece uygulanmaktadır. Artırılmış hassasiyeti ve kararlılığı nedeniyle daha düşük sıcaklık aralığı uygulamaları için bile kullanılır.

S Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -58F ila 2700F (-50⁰C - 1480⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 1.5C veya +/-% 0.25 ve özel sınırlar +/- 0.6C veya% 0.1'dir

R yazın - Platin / Rodyum veya% 13 / Platin termokupl olarak kabul edilir. S tipi termokupl, yüksek sıcaklık aralığı uygulamaları için son derece uygulanmaktadır. Bu tür, cihazı daha maliyetli kılan Tip S'den daha yüksek miktarda Rodyum içerir. Tip R ve S'nin özellikleri ve performansı neredeyse benzerdir. Artırılmış hassasiyeti ve kararlılığı nedeniyle daha düşük sıcaklık aralığı uygulamaları için bile kullanılır.

R Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - -58F ila 2700F (-50⁰C - 1480⁰C)

“buck dönüştürücü nasıl çalışır ”

Uzatma kablosu (0⁰C - 200⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/- 1.5C veya +/-% 0.25 ve özel sınırlar +/- 0.6C veya% 0.1'dir

B Tipi - Platin Rodyumun% 30'u veya Platin Rodyum termokuplun% 60'ı olarak kabul edilir. Bu, daha yüksek sıcaklık uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yukarıda listelenen tüm tipler arasında B tipi en yüksek sıcaklık sınırına sahiptir. Artan sıcaklık seviyelerinde, B tipi termokupl, artan stabilite ve doğruluğu koruyacaktır.

B Tipi

Sıcaklık aralıkları:

Termokupl dereceli tel - 32F - 3100F (0⁰C - 1700⁰C)

Uzatma kablosu (0⁰C - 100⁰C)

Bu T tipi, doğruluk düzeyine sahiptir.

Standart +/-% 0,5

S, R ve B türleri soy metal termokupllar olarak kabul edilir. Bunlar, yüksek sıcaklık aralıklarında bile çalışabildikleri ve mükemmel doğruluk ve uzun ömür sağladıkları için seçilmiştir. Ancak baz metal türleri ile karşılaştırıldığında bunlar daha pahalıdır.

Bir termokupl seçerken, uygulamalarına uygun birçok faktörü göz önünde bulundurmak gerekir.

Uygulamanız için gerekli olan düşük ve yüksek sıcaklık aralıklarını kontrol edin?
Hangi termokupl bütçesi kullanılacak?
Hangi doğruluk yüzdesi kullanılacak?
Termokupl hangi atmosferik koşullarda inert gaz veya oksitleyici gibi çalıştırılır?
Beklenen tepki seviyesi nedir, bu da cihazın sıcaklık değişikliklerine ne kadar çabuk tepki vermesi gerektiği anlamına gelir?
Gerekli olan yaşam süresi süresi nedir?
Operasyondan önce cihazın suya daldırılmış olup olmadığını ve hangi derinlik seviyesine kadar kontrol edin?
Termokuplun kullanımı aralıklı mı yoksa sürekli mi olacak?
Termokupl, cihazın ömrü boyunca bükülmeye veya bükülmeye maruz kalacak mı?

Kötü Bir Termokuplunuz Olduğunu Nasıl Anlarsınız?

Bir termokuplun mükemmel çalışıp çalışmadığını bilmek için, cihazı test etmek gerekir. Cihazın değiştirilmesine geçmeden önce, gerçekten çalışıp çalışmadığını kontrol etmek gerekir. Bunu yapmak için, bir multimetre ve temel elektronik bilgisi tamamen yeterlidir. Termokuplun bir multimetre kullanarak test edilmesine yönelik başlıca üç yaklaşım vardır ve bunlar aşağıda açıklanmıştır:

Direnç Testi

Bu testi gerçekleştirmek için, cihaz bir gazlı cihaz hattına yerleştirilmelidir ve gerekli ekipman dijital multimetre ve timsah klipsidir.

Prosedür - Krokodil klipslerini multimetredeki bölümlere bağlayın. Termokuplun her iki ucundaki klipsleri, bir ucu katlanacak şekilde gaz vanasına takın. Şimdi multimetreyi açın ve okuma seçeneklerini not edin. Multimetre ohm'u küçük sırayla gösteriyorsa, termokupl mükemmel çalışır durumda demektir. Veya okuma 40 ohm veya daha fazla olduğunda, o zaman iyi durumda değildir.

Açık Devre Testi

Burada kullanılan ekipman timsah klipsi, çakmak ve dijital multimetredir. Burada direnç ölçmek yerine gerilim hesaplanır. Şimdi, daha hafif ısıyla termokuplun bir ucunu yükseltin. Multimetre 25-30 mV aralığında voltaj gösterdiğinde, düzgün çalışıyor demektir. Veya voltaj 20mV'ye yakın olduğunda, cihazın değiştirilmesi gerekir.

Kapalı Devre Testi

Burada kullanılan ekipman timsah klipsleri, termokupl adaptörü ve dijital multimetredir. Burada adaptör gaz vanasının içine yerleştirilir ve ardından termokupl adaptörün bir kenarına yerleştirilir. Şimdi multimetreyi açın. Okuma 12-15 mV aralığında olduğunda, cihaz uygun durumdadır. Veya voltaj okuması 12mV'nin altına düştüğünde, arızalı bir cihazı gösterir.

Bu nedenle, yukarıdaki test yöntemlerini kullanarak bir termokuplun düzgün çalışıp çalışmadığını öğrenebilirsiniz.

Termostat ve Termokupl Arasındaki Fark Nedir?

Termostat ve termokupl arasındaki farklar şunlardır:

Özellik	Termokupl	Termostat
Sıcaklık Aralığı	-454 ila 3272⁰F	-112 ile 302⁰F
Fiyat aralığı	Az	Yüksek
istikrar	Daha az stabilite sağlar	Orta düzeyde stabilite sağlar
Duyarlılık	Termokupl daha az hassasiyete sahiptir	Termostat en iyi kararlılığı sunar
Doğrusallık	Orta	Yoksul
Sistem maliyeti	Yüksek	Orta

Avantajlar dezavantajlar

Termokuplların avantajları aşağıdakileri içerir.

Doğruluk yüksek
Sağlamdır ve sert ve yüksek titreşim gibi ortamlarda kullanılabilir.
Termal reaksiyon hızlıdır
Sıcaklığın çalışma aralığı geniştir.
Geniş çalışma sıcaklığı aralığı
Maliyet düşük ve son derece tutarlı

Termokuplların dezavantajları aşağıdakileri içerir.

Doğrusal olmama
En az kararlılık
Alçak gerilim
Referans gerekli
en az hassasiyet
Termokupl yeniden kalibrasyonu zordur

Başvurular

Bazıları termokupl uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.

Bunlar sıcaklık sensörleri olarak kullanılır termostatlarda ofislerde, evlerde, ofislerde ve işletmelerde.
Bunlar endüstrilerde demir, alüminyum ve metaldeki metallerin sıcaklıklarını izlemek için kullanılır.
Bunlar, gıda endüstrisinde kriyojenik ve Düşük sıcaklık uygulamaları için kullanılır. Termokupllar, termoelektrik soğutma yapmak için bir ısı pompası olarak kullanılır.
Bunlar kimya fabrikalarında, petrol fabrikalarında sıcaklığı test etmek için kullanılır.
Gaz makinelerinde pilot alevi tespit etmek için kullanılır.

RTD ve Termokupl Arasındaki Fark Nedir?

Termokupl durumunda dikkate alınması gereken en önemli şey, RTD cihazından ne kadar farklı olduğudur. Bu nedenle, tablo RTD ve termokupl arasındaki farkları açıklar.

RTD	Termokupl
RTD, (-200) arasındaki daha az sıcaklık aralığını ölçmek için geniş ölçüde uygundur.⁰C - 500⁰C)	Termokupl, (-180) arasındaki daha yüksek bir sıcaklık aralığını ölçmek için uygundur.⁰C - 2320⁰C)
Minimal bir anahtar aralığı için, daha fazla kararlılık sergiler	Bunlar minimum kararlılığa sahiptir ve ayrıca birden çok kez test edildiğinde sonuçlar kesin değildir
Bir termokupldan daha fazla doğruluğa sahiptir	Termokupl daha az doğruluğa sahiptir
Hassasiyet aralığı daha fazladır ve minimum sıcaklık değişikliklerini bile hesaplayabilir	Hassasiyet aralığı daha azdır ve bunlar minimum sıcaklık değişikliklerini hesaplayamaz
RTD cihazları iyi bir yanıt süresine sahiptir	Termokupllar, RTD'ninkinden daha hızlı yanıt verir
Çıktı şekli doğrusaldır	Çıktının şekli doğrusal değildir
Bunlar termokupldan daha pahalıdır	Bunlar RTD'lerden ekonomiktir

Yaşam Süresi nedir?

termokuplun ömrü kullanıldığında uygulamaya dayanmaktadır. Bu nedenle, termokupl yaşam süresi spesifik olarak tahmin edilemez. Cihazın bakımı uygun şekilde yapıldığında, cihazın uzun bir ömrü olacaktır. Oysa sürekli kullanımdan sonra yaşlanma etkisinden dolayı zarar görebilirler.

Ve ayrıca, bu nedenle, çıktı performansı düşecek ve sinyallerin verimliliği zayıf olacaktır. Termokuplun fiyatı da yüksek değil. Bu nedenle, termokuplun her 2-3 yılda bir modifiye edilmesi önerilir. Cevap bu bir termokuplun ömrü ne kadardır ?

Bu nedenle, tüm bunlar termokuplun genel bir görünümüdür. Yukarıdaki bilgilerden nihayet, şu sonuca varabiliriz: termokupl çıkışı çıkış cihazları ile multimetre, potansiyometre ve amplifikatör gibi yöntemler kullanılarak hesaplanabilir. Termokuplun temel amacı, birkaç farklı uygulamada tutarlı ve doğrudan sıcaklık ölçümleri oluşturmaktır.