RS

Termokupl, esas olarak çeşitli fiziksel cisimlerin, bileşenlerin veya maddelerin bilinmeyen sıcaklıklarını ölçmek için tasarlanmış bir sensör aracıdır. Küçük boyutları ve hızlı tepki süreleri, her türlü tehlikeli veya zorlu ortamda çalıştırılabilecekleri anlamına gelirken aynı zamanda aşırı sıcaklıkları (yapılarına bağlı olarak 270 ila 2.500 santigrat derece aralığında herhangi bir yerde) hızlı ve doğru bir şekilde ölçme yeteneğini sağlar. Bu etkileyici yeteneğe rağmen aslında hem son derece sağlam hem de son derece uygun maliyetli, nispeten basit araçlardır. Genellikle J, K, L, N veya T gibi harflerle tanımlanan farklı termokupl türleri, bu temel özelliklerin farklı uç noktalarını sunar; bazıları en yüksek sıcaklıklara ve en zorlu ortamlara dayanacak şekilde özel malzemeler kullanılarak tasarlanırken diğerlerinin üretimi daha ucuzdur çünkü daha az ekstrem ortamlarda kullanılması amaçlanır.

Yukarıda belirtildiği gibi termokupl, esas olarak çeşitli fiziksel gövdelerin, bileşenlerin veya maddelerin bilinmeyen sıcaklıklarını ölçmek için tasarlanmış bir sensör aracıdır. En önemlisi, bir termokupl, bir devre oluşturacak şekilde bir araya getirildiğinde iki ayrı elektrik bağlantısı oluşturan, farklı metallerden yapılmış en az iki telden oluşur. Bir bağlantı noktası, bilinmeyen bir sıcaklığın ölçülmesi gereken yere ("sıcak" veya ölçüm bağlantısı) ve diğeri bilinen ve sabit sıcaklığa sahip bir gövdeye ("soğuk" veya referans bağlantı noktası) bağlanır. Herhangi bir zamanda bu iki bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkları devre içinde voltaj oluşturur ve ardından gelen akım akışı, bilinmeyen veya "sıcak" temas noktasındaki sıcaklığı ölçmek için kullanılabilir.

Bir termokupl, termoelektrik temelinde çalışır: yukarıda belirtildiği gibi, sıcak bağlantıda soğuk bağlantıya göre sıcaklık değiştiğinde, farklı metal tellerden oluşan kapalı bir devre boyunca voltajda bir değişiklik yaratır. Bu prensibin nasıl uygulandığını çok basit bir şekilde görmek için, tek parça bir kızartma tavasını gaz ocağının üzerine tuttuğunuzu düşünün. Isının saptan elinizdeki soğuk uca doğru ilerlediği oldukça çabuk anlaşılacak olsa da, daha az belirgin olan şey, elektriğin de aynı yolculuğu yaptığıdır. Bunun nedeni tam olarak devre üzerindeki iki "bağlantı"daki ısı seviyelerindeki farktır: akım, her bir bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkı tarafından üretilen elektromotor kuvvetler tarafından oluşturulur ve bir termokupl, bu akımı ölçmek için takılı bir voltmetre kullanır. Soğuk uçtaki kararlı başlangıç sıcaklığını zaten bilmesi koşuluyla, termokupl bu voltaj okumalarını sıcak bağlantı noktasında hassas bir sıcaklık okumasını hesaplamak için kullanabilir. Şunu da belirtmek gerekir ki, her iki bağlantı noktasındaki sıcaklık aynıysa, her bağlantı noktasında üretilen elektromotor kuvvetler esasen birbirini iptal eder ve sonuç, bağlantı noktasından akan net akımın sıfır olarak kaydedilmesi olur.

Günümüzde, hepsi farklı uygulama senaryoları veya çevresel zorluklarla ve özellikle farklı sıcaklık aralıklarıyla başa çıkmak üzere tasarlanmış çeşitli termokupl türleri mevcuttur. Tipik olarak harflerle ayırt edilirler: En yaygın olarak bulunan termokupl dereceleri arasında J, K, N ve T bulunur. Bu harflerin her biri, termokupl devre bağlantılarında kullanılan metallerin farklı bir kombinasyonunu temsil etmektedir. Bunun, bir bütün olarak ünitenin sıcaklık hassasiyeti ve güvenli çalışma aralığı üzerinde doğrudan etkisi olacaktır. Aşağıda, termokuplların bu farklı tür ve konfigürasyonlarından bazılarını inceleyerek bunların tipik olarak ne tür ortamlara ve sıcaklık aralıklarına yerleştirilebileceğini görebilirsiniz.

Pek çok endüstri ve sektörde en sık kullanılan tiptir. K Tipi üniteler, nikel bazlı tellerin (tipik olarak kromel/alüminyum) bir kombinasyonundan yapılmıştır; bu, geniş bir çalışma sıcaklığı aralığında doğru ve güvenilir olma eğiliminde olan, özellikle uygun maliyetli bir termokupl ile sonuçlanır. K tipi termokupllar genellikle -200 ila +1260 santigrat aralığında kullanılır ve ±%0,75 standart sapmaya kadar sıcaklık doğruluğu olarak kabul edilir. K Tipi termokupllar, nikel bazlı olmaları nedeniyle geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahiptir; bu, tellerinin özellikle geniş bir sıcaklık aralığında çalışabildiği ve genellikle korozyon ve oksidasyona karşı katı direnç sergileyebildiği anlamına gelir. K tipi spesifikasyonlardaki termokupl teli genellikle yaklaşık %90 nikel, %10 kromdan yapılmış bir pozitif bacak ve yaklaşık %95 nikel, %2 alüminyum, %2 manganez ve %1 silikondan oluşan bir negatif bacak içerir.

J tipi termokupllar da yaygın olarak kullanılır, ancak K tiplerine göre daha dar bir sıcaklık aralığına (-40 ila +750 Santigrat) sahiptirler ve düzenli olarak daha fazla aşırı ısıya maruz kaldıklarında daha kısa bir genel ömür sergilerler. J tipi ünitenin pozitif ayağı demir telden, negatif ayağı ise bakır-nikel alaşımından oluşacaktır. En ucuz termokupl çeşitlerinden biridir ve çok yönlü olarak kabul edilir, özellikle indirgeyici (oksitleyici olmayan) atmosferler ve vakumlarda kullanıma çok uygundur ve inert malzemelerin yanı sıra birçok eski ekipman türünden okumalar almak için idealdir. Ancak J tipi ünitelerdeki demir bileşenler oksidasyona karşı oldukça hassastır ve herhangi bir tür neme maruz kalma riskinin yüksek olduğu durumlarda kullanılmamalıdır.

Nikrosil-nisil alaşımlarından (nikel, krom ve silikon) yapılmış tellerden oluşur ve -270 ila +1300 santigrat aralığında çalışma sıcaklıklarıyla K tipi termokupllarda bulunanlara birçok benzer özellik gösterir. Bununla birlikte, belirli ortamlarda K tipleriyle ilgili belirli sorunların üstesinden gelmek için daha yeni geliştirilmeleri nedeniyle K çeşitlerinden biraz daha pahalıdırlar - özellikle N tipi nükleer uygulamalarda daha iyi kapsamlı stabilite sunar ve Daha aşırı ısı talepleri altında K çeşitlerine göre oksidasyona daha düşük duyarlılık gösterir.

Sıcaklık aralıkları -200 ila +350 santigrat arasında değişir ve bakır-konstantan alaşımlı tellerden oluşan özellikle kararlı bir termokupl konfigürasyonu olmasıyla dikkat çeker. Bu, T tipi termokuplların çok çeşitli laboratuvar ve benzeri derin dondurucu koşulları da dahil olmak üzere çeşitli kriyojenik ve diğer aşırı düşük sıcaklık uygulamaları için ideal olmasını sağlar. Oksitleyici atmosferlerde de iyi çalışır ve yalnızca bakır tellerin problarla doğrudan temas etmesi nedeniyle sıklıkla diferansiyel ölçüm için kullanılır. T tipi termokupllar, 0-100c üzerindeki doğrusallığın iyi olması nedeniyle gıda endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır.

K Tipi Termokupl

J Tipi Termokupl

N Tipi Termokupl

T Tipi Termokupl