थर्मोकपल: आपरेशन के सिद्धांत, उपकरण

वहाँ उपकरणों और तंत्र की एक विस्तृत विविधता के तापमान को मापने के लिए है। शारीरिक, अनुसंधान की एक किस्म के लिए औद्योगिक प्रक्रियाओं और अन्य उद्योगों में - उनमें से कुछ रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है, कुछ।

ऐसा ही एक डिवाइस एक थर्मोकपल है। डिवाइस और सर्किट के आपरेशन के सिद्धांत निम्न अनुभागों में चर्चा की जाएगी।

थर्मोकपल कार्यों के भौतिक आधार

thermocouples के ऑपरेटिंग सिद्धांत सामान्य शारीरिक प्रक्रियाओं पर आधारित है। पहली बार प्रभाव, जिसके आधार इकाई संचालित पर के लिए, जर्मन वैज्ञानिक थॉमस सीबेक द्वारा जांच की गई है।

घटना है, जो थर्मोकपल कार्रवाई सिद्धांत इस प्रकार धारण का सार। जब से अवगत कराया कंडक्टर के दो अलग अलग प्रकार से मिलकर बंद विद्युत परिपथ में, कुछ पर्यावरणीय तापमान बिजली पैदा होती है।

विद्युत धारा और परिवेश के तापमान कंडक्टर पर अभिनय जिसके परिणामस्वरूप रेखीय निर्भरता में हैं। यही कारण है, उच्च तापमान, अधिक से अधिक विद्युत धारा एक थर्मोकपल द्वारा उत्पन्न होता है। और थर्मोकपल और प्रतिरोध थर्मामीटर के संचालन के इस सिद्धांत पर आधारित है।

जिसमें थर्मोकपल संपर्क का एक बिंदु जहां यह आवश्यक है तापमान मापने के लिए पर है, यह 'हॉट। "कहा जाता है दूसरा संपर्क, दूसरे शब्दों में - "ठंड" - विपरीत दिशा में। केवल मामले में अनुमति दी thermocouples मापने जब कमरे के तापमान माप साइट से कम है के लिए आवेदन।

थर्मोकपल, ऑपरेटिंग सिद्धांत के इस तरह के एक शॉर्ट सर्किट आपरेशन। thermocouples के प्रकार अगले भाग में चर्चा की जाएगी।

thermocouples के प्रकार

प्रत्येक उद्योग है, जहां तापमान माप के लिए आवश्यक हैं में, मुख्य रूप से थर्मोकपल इस्तेमाल किया। उपकरण और इकाई के विभिन्न प्रकार के आपरेशन नीचे दिखाए गए हैं।

एल्यूमिनियम-Chromel थर्मोकपल

इन thermocouples के ज्यादातर मामलों में इस्तेमाल किया स्कीमा सेंसरों और जांच कि औद्योगिक उत्पादन में तापमान नियंत्रण सक्षम की एक किस्म के उत्पादन के लिए।

उनकी विशिष्ट गुण अपेक्षाकृत कम कीमत और मापा तापमान की एक विशाल श्रेणी है। वे से -200 को 13 000 डिग्री सेल्सियस तापमान ठीक करने के लिए अनुमति देते हैं।

यह दुकानों और हवा में उच्च सल्फर वस्तुओं में इसी तरह के मिश्र के लिए एक थर्मोकपल उपयोग करने के लिए अनुचित है, क्योंकि यह रासायनिक तत्व पर प्रतिकूल दोनों क्रोमियम और एल्यूमीनियम को प्रभावित करता है डिवाइस के कामकाज में गड़बड़ी के कारण।

Chromel-Copel थर्मोकपल

थर्मोकपल की कार्रवाई के सिद्धांत, संपर्क समूह है जो इन मिश्र धातुओं से बना है एक ही है। लेकिन इन उपकरणों तटस्थ, गैर संक्षारक गुण तरल या गैसीय वातावरण में अधिकतर कार्य करते हैं। ऊपरी तापमान सूचक 8000 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं है।

लागू इस तरह के थर्मोकपल, जो आपरेशन के सिद्धांत का उपयोग यह, किसी भी सतह के गर्म है, उदा की डिग्री की स्थापना के लिए अनुमति देता है खुला भट्ठी भट्ठी या किसी अन्य समान संरचनाओं के तापमान का पता लगाने के लिए।

आयरन-constantan थर्मोकपल

थर्मोकपल में संपर्कों का यह मिश्रण विचाराधीन प्रजातियों में से पहले के रूप में के रूप में आम नहीं है। thermocouples के ऑपरेटिंग सिद्धांत एक ही है, लेकिन इस संयोजन rarefied वातावरण में अच्छा प्रदर्शन किया। अधिकतम स्तर उपायों तापमान 12,500 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होनी चाहिए।

हालांकि, तापमान 7000 डिग्री से ऊपर उठकर शुरू होता है, वहाँ माप सटीकता की एक जोखिम उल्लंघन लोहे की भौतिक और रासायनिक गुणों में परिवर्तन के कारण है। परिवेश जल वाष्प की उपस्थिति में लोहे संपर्क थर्मोकपल के मामलों में भी जंग कर रहे हैं।

प्लेटिनम-प्लैटिनम thermocouples

सबसे thermocouples के निर्माण में महंगा है। आपरेशन के सिद्धांत एक ही है, लेकिन यह अपने समकक्षों के बहुत स्थिर है और विश्वसनीय तापमान रीडिंग से अलग है। यह एक कम संवेदनशीलता है।

इन उपकरणों के मुख्य आवेदन - उच्च तापमान को मापने।

टंगस्टन-रेनीयाम thermocouples

यह भी बहुत उच्च तापमान को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। अधिकतम सीमा जो सर्किट के माध्यम से बंद किया जा सकता 25 हजार डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है।

उनके प्रयोग कुछ शर्तों के अनुपालन की आवश्यकता है। इस प्रकार, तापमान के दौरान माप पूरी तरह से आसपास के वातावरण, जो ऑक्सीकरण प्रक्रिया में पिन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है को खत्म करने के लिए आवश्यक है।

के लिए इस टंगस्टन-रेनीयाम थर्मोकपल आम तौर पर उनके तत्वों की रक्षा एक अक्रिय गैस से भरा housings में रखा गया है।

ऊपर प्रत्येक मौजूदा थर्मोकपल की जांच की गई, उपकरण, इसके बारे में सिद्धांत का इस्तेमाल किया मिश्र पर निर्भर करता है। अब डिजाइन सुविधाओं में से कुछ को देखो।

thermocouples के निर्माण

वहाँ thermocouples के डिजाइन के दो मुख्य प्रकार हैं।

• रोधक परत के आवेदन के साथ। इस डिजाइन विद्युत प्रवाह से थर्मोकपल ऑपरेटिंग डिवाइस अलगाव परत के लिए प्रदान करता है। इस तरह की एक योजना जमीन प्रवेश द्वार से अलगाव के बिना इस प्रक्रिया में एक थर्मोकपल के उपयोग की अनुमति देता है।

• रोधक परत के उपयोग के बिना। इस तरह के thermocouples केवल मापने सर्किट से जोड़ा जा सकता, आदानों, जिनमें से जमीन के साथ कोई संपर्क नहीं है। यदि यह शर्त पूरी नहीं कर रहा है, इस उपकरण दो स्वतंत्र बंद सर्किट, जिससे रीडिंग थर्मोकपल का उपयोग कर प्राप्त सही नहीं होगा।

रनिंग थर्मोकपल और उसके आवेदन

इस उपकरण की एक अलग प्रजाति, "यात्रा" के रूप में भेजा है। एक यात्रा थर्मोकपल अब हम और अधिक विस्तार से विचार करना के आपरेशन के सिद्धांत।

इस डिजाइन मुख्य रूप से मोड़ में अपनी प्रसंस्करण के दौरान स्टील बिलेट की तापमान को निर्धारित करने मिलिंग और अन्य ऐसे मशीनिंग के लिए प्रयोग किया जाता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस मामले में संभव में एक पारंपरिक थर्मोकपल उपयोग करने के लिए, हालांकि, अगर निर्माण की प्रक्रिया उच्च परिशुद्धता तापमान नियंत्रण, एक थर्मोकपल overemphasized चलाने की आवश्यकता है।

जब अपने संपर्क तत्वों के अग्रिम में workpiece के लिए इस पद्धति लागू करने बंद है। फिर, बिलेट के प्रसंस्करण में, इन संपर्कों लगातार काम कर रहे उपकरण या अन्य मशीन उपकरण, के संपर्क में हैं जिससे जंक्शन के रूप में यह संपर्कों की "रन" (जो हटाने तापमान विशेषताओं के दौरान मुख्य तत्व है)।

इस आशय की व्यापक रूप से धातु उद्योग में प्रयोग किया जाता है।

thermocouples के डिजाइन की तकनीकी सुविधाओं

काम कर कील थर्मोकपल सर्किट के निर्माण में दो धातु संपर्कों कि विभिन्न सामग्रियों के किए जाने के लिए जाना जाता है से बना है। जंक्शन "जंक्शन" कहा जाता है।

यह spikes के माध्यम से वैकल्पिक परिसर बनाने कि ध्यान दिया जाना चाहिए। सीधे शब्दों में एक साथ दो संपर्कों मोड़। लेकिन इस तरह के एक निर्माण विधि विश्वसनीयता की एक पर्याप्त स्तर के लिए नहीं होगा, और जब तापमान विशेषताओं को हटाने के भी त्रुटि उपलब्ध करा सकता है।

आप उच्च तापमान माप की जरूरत है, टांका धातु उनके वेल्डिंग साथ बदल दिया है। यह तथ्य यह है कि ज्यादातर मामलों में, सोल्डर कनेक्शन पर इस्तेमाल किया, एक कम पिघलने बिंदु है और जब अपने स्तर को पार कर गया है नष्ट हो जाता है के कारण है।

योजना, निर्माण, जिनमें से वेल्डिंग लागू किया गया है, एक विस्तृत तापमान रेंज का सामना कर सकते। लेकिन कनेक्शन की इस पद्धति अपनी कमियां। वेल्डिंग के दौरान उच्च तापमान के जोखिम पर धातु की आंतरिक संरचना को बदल सकता है, जो डेटा की गुणवत्ता को प्रभावित करेगा।

इसके अलावा, यह इसके संचालन के पाठ्यक्रम में थर्मोकपल संपर्कों की स्थिति की निगरानी करनी चाहिए। इस प्रकार, यह आक्रामक पर्यावरणीय प्रभावों के कारण सर्किट में धातुओं की विशेषताओं को बदलने के लिए संभव है। ऑक्सीकरण होते हैं या सामग्री के interdiffusion कर सकते हैं। ऐसी स्थिति में यह थर्मोकपल सर्किट के काम को बदलने के लिए आवश्यक है।

किस्मों जंक्शन thermocouples

आधुनिक उद्योग कई डिजाइनों, जो thermocouples के निर्माण में उपयोग किया जाता है का उत्पादन:

• खुला जंक्शन;

• जंक्शन अछूता;

• एक जमीन जंक्शन।

खुला जंक्शन के thermocouples सुविधा बाहरी प्रभावों को गरीब प्रतिरोध है।

संरचनाओं के निम्न दो प्रकार के प्रतिकूल वातावरण में तापमान को मापने में इस्तेमाल किया जा सकता, संपर्क जोड़ी पर विनाशकारी प्रभाव हो सकता है।

इसके अलावा, वर्तमान में उद्योग अर्धचालक thermocouples के उत्पादन प्रौद्योगिकियों पर सर्किट विकसित कर रहा है।

माप त्रुटि

एक थर्मोकपल द्वारा प्राप्त तापमान विशेषताओं की यथार्थता संपर्क समूह की सामग्री, और साथ ही बाह्य कारकों पर निर्भर करता है। बाद के दबाव, पृष्ठभूमि विकिरण या अन्य कारणों से धातुओं की भौतिक और रासायनिक गुणों, जो संपर्क बनाने को प्रभावित कर सकता है कि शामिल हैं।

माप की सटीकता में निम्नलिखित घटक शामिल:

• थर्मोकपल विनिर्माण सुविधाओं की वजह से यादृच्छिक त्रुटि;

• तापमान उल्लंघन "ठंड" संपर्क की वजह से त्रुटि;

• त्रुटि है, जो के कारण बाहरी शोर का काम किया;

• नियंत्रण तंत्र त्रुटि।

thermocouples के उपयोग करने के लाभों

तापमान नियंत्रण के लिए इस तरह के उपकरणों का उपयोग कर के लाभ, आवेदन की परवाह किए बिना, कर रहे हैं:

• बड़े अंतराल संकेतक एक थर्मोकपल द्वारा दर्ज किया जा सकता है कि;

• थर्मोकपल, जो सीधे रीडिंग को हटाने मापने बिंदु के साथ सीधे संपर्क में तैनात किया जा सकता है में शामिल है स्पाइक;

• विनिर्माण thermocouples, उनकी ताकत और ऑपरेशन के स्थायित्व की सरल प्रक्रिया।

तापमान माप का नुकसान एक थर्मोकपल का उपयोग कर

thermocouples लागू करने का नुकसान में शामिल हैं:

• जरूरत लगातार "ठंडा" थर्मोकपल संपर्क के तापमान पर नजर रखने के। यह मापने उपकरणों, जो थर्मोकपल पर आधारित होते हैं के डिजाइन का एक विशिष्ट सुविधा है। योजना के संचालन के सिद्धांत इसके दायरे को सीमित कर। वे इस्तेमाल किया जा सकता परिवेश के तापमान को मापने के बिंदु पर तापमान से कम है केवल यदि।

• थर्मोकपल के निर्माण में इस्तेमाल धातुओं के भीतरी संरचना का उल्लंघन। तथ्य यह है कि बाहरी वातावरण की वजह से संपर्क उनके एकरूपता है, जो उत्पादन तापमान रीडिंग में त्रुटियों का कारण बनता खो देते हैं।

• थर्मोकपल संपर्क समूह की माप के दौरान आम तौर पर पर्यावरण प्रतिकूल प्रभावों, जो सन् गड़बड़ी का कारण बनता के संपर्क में है। यह फिर से संपर्क, जो इस तरह के सेंसर की अतिरिक्त रखरखाव के खर्च का कारण बनता है की सीलिंग की आवश्यकता है।

• वहाँ एक थर्मोकपल जिसका निर्माण एक लंबे संपर्क समूह प्रदान करता है द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए जोखिम के एक खतरा है। यह भी माप के परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं।

• कुछ मामलों में, उल्लंघन विद्युत प्रवाह थर्मोकपल में उत्पन्न होने वाली और माप स्थल पर तापमान बीच एक रैखिक संबंध होता है। यह स्थिति एक अंशांकन नियंत्रण तंत्र की आवश्यकता है।

निष्कर्ष

इसकी कमियों के बावजूद, माप की विधि thermocouples, जो पहले का आविष्कार किया और 19 वीं सदी में परीक्षण किया गया था के साथ तापमान का, आधुनिक उद्योग की सभी शाखाओं में यह बहुत ही एप्लिकेशन नहीं मिला।

इसके अलावा, वहाँ अनुप्रयोगों मौजूद है जहाँ thermocouples के उपयोग के तापमान डेटा को प्राप्त करने का तरीका है। और इस सामग्री को पढ़ने, आप पर्याप्त रूप से अपने काम के बुनियादी सिद्धांतों को समझते हैं।