Termokuplların çalışma prensibi

Termokupllar termoelektrik teorisinin prensiplerine göre çalışır: yukarıda belirtildiği gibi, sıcak uçtaki sıcaklık soğuk uçtaki sıcaklığa göre değiştiğinde, farklı metal tellerden oluşan kapalı bir devre bir voltaj değişikliği yaratacaktır.
Bu prensibin işlevini daha sezgisel olarak anlamak için, düz tabanlı bir tencereyi gazlı ocak üzerine yerleştirdiğinizde termal enerjinin sap boyunca elin düşük sıcaklıktaki ucuna hızlı bir şekilde aktarılacağını hayal edebilirsiniz. Aslında elektrik enerjisi de bu şekilde aktarılıyor ancak etkisi o kadar belirgin değil.
Bunun nedeni, devredeki iki "uç nokta" arasında sıcaklık farkı olmasıdır: uç noktalar arasındaki sıcaklık farkı bir elektromotor kuvvet oluşturduğunda, bir akım üretilir ve termokupllar akımı ölçmek için beraberindeki voltmetreyi kullanır. Termokuplun düşük sıcaklık ucunda sabit bir başlangıç ​​sıcaklığına sahip olduğu biliniyorsa, sıcak uçta doğru sıcaklık okumasını hesaplamak için bu voltaj okumalarını kullanabilir.
Dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta, eğer iki uç noktanın sıcaklığı aynı ise, her bir uç noktada üretilen elektromotor kuvvet birbirini iptal edecek ve uç noktalardan akan net akımın sıfır olmasına neden olacaktır.
Termokupl tipi
Daha önce de belirtildiği gibi, günümüz pazarında, özellikle farklı sıcaklık aralıklarında, farklı uygulama senaryolarına veya çevresel zorluklara hitap etmeyi amaçlayan çeşitli tiplerde termokupllar satılmaktadır. Genellikle harflerle ayırt edilirler ve en yaygın termokupl dereceleri J, K, L, N ve T'dir.
Bu harflerin termokupl devre terminallerinde kullanılan farklı metal kombinasyonlarını temsil etmesi amaçlanmıştır. Bu, ekipmanın genel sıcaklık hassasiyetini ve güvenli çalışma aralığını doğrudan etkileyecektir.
Bu kılavuzun bu bölümünde, kullanım ortamlarını ve sıcaklık aralıklarını anlamak için bazı farklı termokupl türlerini ve konfigürasyonlarını tanıtacağız.
K tipi termokupl
Birçok endüstri ve departmanda en yaygın kullanılan tür. K tipi termokupl, geniş bir çalışma sıcaklığı aralığında güvenilir doğruluk elde edebilen, oldukça uygun maliyetli bir termokupl olan farklı nikel bazlı tellerden (genellikle krom alaşımı/alüminyum alaşımı) oluşur.
K-tipi termokupllar tipik olarak -200 ila +1260 derece aralığında, ± 0.75% standart sapma doğruluğuyla kullanılır.
K tipi termokupllar nikel bazlı malzemeler kullanır ve çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahiptir; yani telleri geniş bir sıcaklık aralığına uygun olabilir ve ayrıca kararlı korozyon direncine ve oksidasyon direncine sahiptirler.
K tipi termokupl telleri tipik olarak pozitif elektrot olarak yaklaşık %90 nikel ve %10 kromdan ve negatif elektrot olarak yaklaşık %95 nikel, %2 alüminyum, %2 manganez ve %1 silikondan oluşur.

J tipi termokupl
Bu, K-tipi termokupllarınkinden daha küçük bir sıcaklık aralığına (-40 ila +750 derece) sahip, yaygın olarak kullanılan başka bir türdür ve ayrıca yüksek sıcaklıklara sık sık maruz kalmaları durumunda toplam ömürleri de kısalır. J tipi termokuplun pozitif elektrodu demir telden, negatif elektrot ise bakır nikel (konstantan) alaşımından yapılmıştır.
Çok sayıda kullanıma sahip, özellikle indirgeyici (oksitleyici olmayan) atmosferler ve vakum ortamları için uygun, çok sayıda eski ekipman ve inert malzemeden verileri okuyabilen, nispeten ucuz bir termokupltur. Ancak J tipi termokuplun içindeki demir kolaylıkla oksitlenir ve termokuplun neme maruz kalması gerekiyorsa bu tipin kullanılması önerilmez.
Termokupllar5
N tipi termokupl
Tel, çalışma sıcaklığı aralığı -270 ila +1300 derece olan ve birçok özelliği K tipi termokupllara benzer olan nikel krom silikon nikel silikon alaşımından (nikel, krom ve silikon) oluşur.
Ancak fiyatları K tipi termokupllara göre biraz daha yüksektir çünkü K tipi termokuplların belirli ortamlarda yaşayabileceği bazı sorunların üstesinden gelirler ve yeni geliştirilen bir üründür. Ayrıca N tipi termokupllar nükleer uygulamalar için daha iyi stabilite sağlayabilir ve K tipi termokupllarla karşılaştırıldığında aşırı yüksek sıcaklıklara daha dayanıklıdırlar.
Termokupllar6
T tipi termokupl
-200 ila +350 derece arasında sıcaklık aralığına sahip bakır konstantan alaşımlı tel malzeme kullanıldığından, özellikle kararlı bir termokupl konfigürasyonudur. Çeşitli laboratuvar koşulları ve derin dondurma koşulları da dahil olmak üzere çeşitli düşük sıcaklık ve aşırı düşük sıcaklık uygulamaları için çok uygundur ve ayrıca oksitleyici atmosferlerde de iyi çalışabilir. Ayrıca probla doğrudan temas halinde olan yalnızca bakır tel vardır ve diferansiyel ölçüm için de kullanılabilir.