İçerik
Termokupl, ısıyı elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılan bir cihazdır. İki nokta arasındaki sıcaklık farkını ölçer. Termokupllar, geniş bulunabilirliklerinden ve çok düşük maliyetlerinden dolayı en yaygın kullanılan sıcaklık sensörleri arasındadır. Ne yazık ki, ancak, onlar en doğru sıcaklık okuyucular değildir.
Seebeck Etkisi
Seebeck etkisi bir termokupl işlevinde önemli bir rol oynar. İki metal yarı iletken arasındaki sıcaklık farkının elektrik yaratacağını belirtir. Bu yarı iletkenler bir ilmek oluşturduğunda, bir elektrik akımı üretilir. Termokupllar sıcaklığı ölçmek için bu etkiye dayanır. İki yarı iletken arasında bir sıcaklık gradyanı arasına bir termokupl yerleştirildiğinde, Seebeck etkisi tarafından oluşturulan devrenin bir parçası haline gelir. Bu, bir voltajı ölçmesine ve kullanılan metalin tipine bağlı olarak bu voltajı okunabilir bir sıcaklık derecesine dönüştürmesine izin verir.
Bir Isılçiftin İşlevi
Bir termokupl sıcaklık gradyanını ölçtüğünde, iki yarı iletken arasındaki sıcaklık farkını ölçer. Bu, bir termokuplun, kullanıcının dahil olan iki yarı iletkenin voltajını okumasını sağlayan bir multimetreye bağlanması gerektiği anlamına gelir. Sıcaklık ve gerilim arasındaki fark doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, bir devre üzerinden geçen gerilimi okuyabilirse, iki yarı iletken arasındaki sıcaklık farkını hesaplayabilir. Bu sıcaklık farkı voltaj ölçülerek elde edilir; çünkü voltaj doğrudan termokupl yarı iletkenlerin iki kavşağı arasındaki sıcaklık farkına karşılık gelir.
Termokupl Çeşitleri
Hepsi problarında kullanılan metal alaşımlarında değişen birçok termokupl tipi vardır. En yaygın K tipi termokupllar (kromel-alümel) çok ucuzdur ve ölçebilecekleri çok çeşitli sıcaklıklara sahiptir. Bununla birlikte, bu tipin ucuzluğu, çok doğru olmadığını ve kromelin bir bileşeni olan nikel için Curie noktası olan 354 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda hassasiyette değişiklikler yaşayabileceğini göstermektedir. E tipi termokupllar (chromel-constantin), K tipinden daha yüksek bir duyarlılığa sahiptir ve manyetik değildir. Başka birçok termokupl tipi vardır ve Kaynaklar bölümünde tam bir liste bulunabilir.
Uygulamalar
Çelik üretiminde erime sıcaklığına bağlı olarak karbon içeriğini belirlemek amacıyla çeliğin sıcaklığını ölçmek için çelik üretiminde termokupllar kullanılır. Pilot ışıklarında da kullanılırlar. Bu uygulama, alevin açık olup olmadığını anlamak için termokupl sondasının pilot alevde olmasını gerektirir. Alev açıkken, termokuplda bir akım üretilir ve alev tarafından üretilen ısıyı okur. Alev söndüğünde, elektronik sensörler olası gaz sızıntılarını önlemek için gazı kapatmayı bilir.
Termokupl Kullanım Yasaları
Termokupllar çalışırken üç kanuna uyarlar. İlk olarak, homojen malzemelerin yasası, termokupl bağlantılarında uygulanmayan sıcaklıkların üretilen gerilimi etkilemeyeceğini, çünkü bir sıcaklık gradyanından daha fazla yaratmadıklarını belirtir. İkincisi, ara madde yasası, devreye yeni enjekte edilen malzemelerin, yeni malzemenin oluşturduğu bağlantıların sıcaklık gradyanı yaşamadıkları sürece gerilimi değiştirmeyeceğini belirtir. Ardışık sıcaklıklar yasası, üç veya daha fazla kavşak arasındaki voltajın birlikte eklenebileceğini belirtir.