İçerik
- Termokupl Çeşitleri
- Termokuplların Sınırlamaları
- Termokuplların Avantajları ve Dezavantajları
- Termokupl Uygulamaları
Termokupllar bilim ve endüstride kullanılan basit sıcaklık sensörleridir. Genellikle sağlamlık ve güvenilirlik için kaynaklanmış, tek bir noktada veya kavşakta birleştirilmiş iki farklı metal telden oluşur.
Bu tellerin açık devre uçlarında, bir termokupl, 1821'de Alman fizikçi Thomas Seebeck tarafından keşfedilen, Seebeck etkisi adı verilen bir olgunun sonucu olarak, bağlantı sıcaklığına yanıt olarak bir voltaj üretir.
Termokupl Çeşitleri
Temas halinde bulunan farklı metallerden herhangi iki tel, ısıtıldığında voltaj üretecektir; Bununla birlikte, bazı alaşımların kombinasyonları, çıktı seviyeleri, kararlılıkları ve kimyasal özellikleri nedeniyle standarttır.
En yaygın olanı, demir veya nikel ve diğer elementlerin alaşımları ile yapılmış ve bileşime bağlı olarak Tip J, K, T, E ve N olarak bilinen "baz metal" termokupllardır.
Yüksek sıcaklıkta kullanım için platin rodyum ve platin tellerden yapılan “asil metal” termokupller, Tip R, S ve B olarak bilinir. Tipe bağlı olarak, termokupllar, yaklaşık -270 derece Santigrat ila 1.700 C arasındaki sıcaklıkları ölçebilir ( -454 derece Fahrenheit ila 3.100 F veya daha yüksek).
Termokuplların Sınırlamaları
Termokuplların avantajları ve dezavantajları duruma bağlıdır ve ilk önce sınırlarını anlamak önemlidir. Bir termokuplun çıkışı çok küçüktür, tipik olarak oda sıcaklığında yaklaşık 0.001 volt civarındadır ve sıcaklık arttıkça artar. Her türün gerilimi sıcaklığa dönüştürmek için kendi denklemi vardır. İlişki düz bir çizgi değildir, bu nedenle bu denklemler birçok terimle biraz karmaşıktır. Buna rağmen, ısılçiftler en iyi ihtimalle yaklaşık 1 C veya yaklaşık 2 F'lik hassasiyetlerle sınırlıdır.
Kalibre edilmiş bir sonuç elde etmek için, termokupl voltajı, bir zamanlar bir buzlu su banyosuna batırılmış başka bir termokupl olan referans değerle karşılaştırılmalıdır. Bu aparat, 0 ° C veya 32 ° F'da bir "soğuk-kavşak" yaratır, ancak açıkça garip ve sakıncalıdır. Modern elektronik buz noktası referans devreleri, evrensel olarak buz suyunun yerini almıştır ve taşınabilir uygulamalarda termokuplların kullanılmasını sağlamıştır.
Termokupllar iki farklı metalin temasını gerektirdiğinden, kalibrasyonlarını ve hassasiyetlerini etkileyebilecek korozyona maruz kalırlar. Zorlu ortamlarda, bağlantı genellikle nemin veya kimyasalların tellere zarar vermesini önleyen çelik bir kılıf içerisinde korunur. Bununla birlikte, uzun süreli iyi performans için ısılçiftlerin bakımı ve bakımı gereklidir.
Termokuplların Avantajları ve Dezavantajları
Termokupllar basit, sağlam, üretimi kolay ve nispeten ucuzdur. Böcekler gibi küçük nesnelerin sıcaklığını ölçmek için son derece ince tel ile yapılabilirler. Termokupllar çok geniş bir sıcaklık aralığında kullanışlıdır ve vücut boşlukları veya nükleer reaktörler gibi kötü niyetli ortamlar gibi zor yerlere yerleştirilebilir.
Tüm bu avantajlar için, ısılçiftlerin dezavantajları, uygulanmadan önce göz önünde bulundurulmalıdır. Millivolt seviyesi çıkışı, hem buz noktası referansı hem de minik sinyalin büyütülmesi için dikkatlice tasarlanmış elektroniklerin ek karmaşıklığını gerektirir.
Ek olarak, düşük voltaj yanıtı, çevreleyen elektrikli cihazlardan kaynaklanan parazite ve gürültüye karşı hassastır. İyi sonuçlar için termokuplların topraklı ekranlanması gerekebilir. Doğruluk yaklaşık 1 C (yaklaşık 2 F) ile sınırlıdır ve birleşme yerlerinin veya tellerin aşınması ile daha da azaltılabilir.
Termokupl Uygulamaları
Termokuplların avantajları, ev fırınlarının kontrol edilmesinden uçakların, uzay araçlarının ve uyduların sıcaklığının izlenmesine kadar çok çeşitli durumlarda kullanılmalarına neden olmuştur. Fırınlar ve otoklavlar, üretim için presler ve kalıplar gibi termokupllar kullanır.
Birçok termokupl, tek bir termokupldan daha sıcaklığa tepki olarak daha fazla voltaj üreten bir termopil oluşturmak için seri olarak birbirine bağlanabilir. Termopiller, kızılötesi radyasyonu tespit etmek için hassas cihazlar yapmak için kullanılır. Termopiller ayrıca bir radyoizotop termoelektrik jeneratöründe radyoaktif bozulma ısısından alan probları için güç üretebilir.