Termokupl sıcaklık ölçümünün temel prensibi

Termokupl sıcaklık ölçümünün temel prensibi
İki farklı iletken veya yarı iletken A ve B malzemesinin birlikte lehimlenmesi kapalı bir devre oluşturur. A ve B iletkenlerinin iki bağlantı noktası (1 ve 2) arasında bir sıcaklık farkı olduğunda, bunlar arasında bir elektromotor kuvvet oluşturulur ve bu da devrede değişen büyüklükte bir akıma neden olur. Bu olaya termoelektrik etki denir. Termokupllar bu etkiden faydalanarak çalışır.
Termokupl nedir?
Termokupllar ve termal dirençlerin her ikisi de sıcaklık ölçümünde kontak tipi sıcaklık ölçümüne aittir. Görevleri aynı olmasına rağmen nesnelerin sıcaklığını ölçerler ancak çalışma prensipleri ve özellikleri aynı değildir.
Termokupllar sıcaklık ölçümünde yaygın olarak kullanılan sıcaklık cihazlarıdır. Ana özellikleri geniş ölçüm aralığı, istikrarlı performans, basit yapı, iyi dinamik yanıt ve 4-20mA elektrik sinyallerini uzaktan iletme yeteneği olup, otomatik kontrol ve merkezi kontrolü kolaylaştırır. Termokuplların sıcaklık ölçüm prensibi termoelektrik etkiye dayanmaktadır. İki farklı iletken veya yarı iletken kapalı bir devreye bağlandığında, iki bağlantı noktasındaki sıcaklıklar farklı olduğunda devrede bir termoelektrik etki veya Seebeck etkisi oluşacaktır. Kapalı bir devrede üretilen termoelektrik potansiyel iki tip potansiyelden oluşur; Sıcaklık farkı potansiyeli ve temas potansiyeli. Termoelektrik potansiyel, aynı iletkenin iki ucunda farklı sıcaklıklardan dolayı oluşan potansiyeli ifade eder. Farklı iletkenlerin farklı elektron yoğunlukları vardır, dolayısıyla ürettikleri potansiyel de farklıdır. Temas potansiyeli, adından da anlaşılacağı gibi, iki farklı iletkenin temas etmesi ve farklı elektron yoğunlukları nedeniyle belirli miktarda elektron difüzyonu üretmesi durumunda oluşan potansiyeli ifade eder. Belirli bir dengeye ulaştıklarında potansiyel oluşur. Temas potansiyelinin büyüklüğü, iki farklı iletkenin malzeme özelliklerine ve temas noktalarındaki sıcaklığa bağlıdır.
Normal tip ve zırhlı tip olmak üzere iki tip termokupl yapısı vardır. Sıradan termokupllar genellikle termal elektrotlardan, yalıtım tüplerinden, koruyucu kılıflardan ve bağlantı kutularından oluşurken zırhlı termokupllar, termokupl tellerinin, yalıtım malzemelerinin ve metal koruyucu kılıfların bir araya getirilip gerildiği katı bir kombinasyondur. Bununla birlikte, bir termokuplun elektrik sinyalinin iletimi için, dengeleme teli olarak adlandırdığımız özel bir tel türü gerekir. Farklı termokupllar farklı kompanzasyon kabloları gerektirir ve bunların ana işlevi termokupl ile bağlantı kurarak termokuplun referans ucunu güç kaynağından uzak tutmak ve böylece referans ucunun sıcaklığını stabilize etmektir. Kompanzasyon kabloları iki tipe ayrılır: kompanzasyon tipi ve uzatma tipi. Uzatma telinin kimyasal bileşimi, telafi edilmiş termokuplunkiyle aynıdır. Ancak pratikte uzatma teli termokupl ile aynı malzemeden yapılmaz ve genellikle termokupl ile aynı elektron yoğunluğuna sahip bir tel ile değiştirilir. Dengeleme teli ile termokupl arasındaki bağlantı genellikle çok açıktır. Termokuplun pozitif kutbu dengeleme telinin kırmızı teline, negatif kutbu ise kalan renge bağlanır. Kompanzasyon tellerinin çoğu bakır nikel alaşımından yapılmıştır.