Thermocouple: ઓપરેશન સિદ્ધાંત, ઉપકરણ

ત્યાં ઉપકરણો અને પદ્ધતિઓ વિવિધ તાપમાન માપવા માટે હોય છે. શારીરિક સંશોધન વિવિધ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં - તેમને કેટલાક રોજિંદા જીવનમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, કેટલાક.

આવા એક ઉપકરણ એક thermocouple છે. ઉપકરણ અને સર્કિટના ઓપરેશન સિદ્ધાંત નીચેના વિભાગોમાં ચર્ચા કરવામાં આવશે.

આ thermocouple કામો ભૌતિક આધાર

થર્મોકપલ્સ ના સંચાલન સિદ્ધાંત સામાન્ય ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ પર આધારિત છે. પ્રથમ વખત અસર, આધાર જે એકમ ચલાવે પર, જર્મન વૈજ્ઞાનિક થોમસ Seebeck દ્વારા તપાસ કરવામાં આવી છે.

ઘટના, જે આ thermocouple ક્રિયા સિદ્ધાંત નીચે પ્રમાણે ધરાવે સાર. જ્યારે ખુલ્લા વાહક બે વિવિધ પ્રકારના સમાવેશ થાય છે બંધ ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ, ચોક્કસ પર્યાવરણીય તાપમાન વીજળી ઊભી થાય છે.

વિદ્યુત પ્રવાહ અને આસપાસના તાપમાન વાહક પર કામ પરિણમે રેખીય પરાધીનતા છે. એટલે કે, ઊંચા તાપમાને, વધુ વિદ્યુત પ્રવાહ એક thermocouple દ્વારા પેદા થાય છે. અને thermocouple અને પ્રતિકાર થર્મોમીટર કામગીરી આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

જેમાં આ thermocouple સંપર્ક એક બિંદુ છે જ્યાં તે જરૂરી છે ઉષ્ણતામાન માપવા છે, તે "ગરમ." કહેવામાં આવે છે બીજા સંપર્ક, અન્ય શબ્દોમાં - "ઠંડા" - વિરુદ્દ દિશા માં. માત્ર કિસ્સામાં પરવાનગી થર્મોકપલ્સ માપવા જ્યારે ઓરડાના તાપમાને માપ સાઇટ કરતાં ઓછી હોય છે માટે અરજી.

આ thermocouple, ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત આવા શોર્ટ સર્કિટ કામગીરી. થર્મોકપલ્સ પ્રકારો આગામી વિભાગમાં ચર્ચા કરવામાં આવશે.

થર્મોકપલ્સ પ્રકારો

દરેક ઉદ્યોગ, જ્યાં તાપમાન માપદંડો જરૂરી હોય છે, મુખ્યત્વે thermocouple વપરાય છે. ઉપકરણ અને એકમ વિવિધ પ્રકારના કામગીરી નીચે બતાવેલ છે.

એલ્યુમિનિયમ Chromel thermocouple

આ થર્મોકપલ્સ મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં વપરાય પદ્ધતિ સેન્સર્સ અને ચકાસણીઓ કે જે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં તાપમાન નિયંત્રણ સક્રિય વિવિધ પેદા કરવા માટે.

તેમનું વિશિષ્ટ લક્ષણ પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત અને માપવામાં તાપમાન એક વિશાળ શ્રેણી છે. તેઓ પાસેથી -200 13 000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન ઠીક પરવાનગી આપે છે.

તે દુકાનો અને હવામાં સલ્ફરનું ઉચ્ચ પ્રમાણ ધરાવતું પદાર્થો સમાન એલોય માટે એક thermocouple વાપરવા માટે અયોગ્ય છે, કારણ કે આ રાસાયણિક તત્વ પ્રતિકૂળ, બંને ક્રોમિયમ અને એલ્યુમિનિયમ અસર કરે ઉપકરણ કામગીરી વિક્ષેપ થાય છે.

Chromel-Copel thermocouple

આ thermocouple ક્રિયા સિદ્ધાંત, સંપર્ક જૂથ છે જે આ એલોય બનેલા છે જ છે. પરંતુ આ ઉપકરણો તટસ્થ, બિન-સડો ગુણધર્મો કર્યા પ્રવાહી કે વાયુ વાતાવરણમાં મોટે ભાગે કામ કરે છે. ઉપલા તાપમાન સૂચક 8000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વધી નથી.

લાગુ જેમ thermocouple, જે ઓપરેશન સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ તે કોઈપણ સપાટી ગરમી, ઉ.દા. ડિગ્રી સ્થાપિત કરવા માટે પરવાનગી આપે ઓપન હર્થ ભઠ્ઠી અથવા અન્ય કોઇ સમાન માળખાં તાપમાન શોધવા માટે.

આયર્ન-constantan thermocouple

આ thermocouple સંપર્કો આ મિશ્રણ વિચારણા હેઠળ પ્રજાતિઓ પ્રથમ જેવી વસ્તુઓ જેટલા સામાન્ય નથી. થર્મોકપલ્સ ના સંચાલન સિદ્ધાંત જ છે, પરંતુ આ મિશ્રણ પાતળું કરેલું વાતાવરણમાં સારી રીતે કરવામાં આવી હતી. મહત્તમ સ્તર પગલાં તાપમાન 12,500 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વધી ન જોઈએ.

જોકે, તાપમાનમાં 7000 ડિગ્રી ઉપર વધે શરૂ થાય છે, ત્યાં માપ ચોકસાઈ જોખમ ઉલ્લંઘન લોખંડ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો ફેરફારોને કારણે છે. ઍમ્બિઅન્ટ જળ બાષ્પ હાજરીમાં લોહ સંપર્ક thermocouple પણ કિસ્સાઓમાં કાટ છે.

પ્લેટિનમ પ્લેટિનમ થર્મોકપલ્સ

સૌથી થર્મોકપલ્સ ઉત્પાદન ખર્ચાળ. ઓપરેશન સિદ્ધાંત એક સમાન હોય છે, પરંતુ તે તેમના સમકક્ષો અત્યંત સ્થિર અને વિશ્વસનીય તાપમાન વાંચન અલગ છે. તે ઘટાડી સંવેદનશીલતા ધરાવે છે.

આ ઉપકરણો મુખ્ય કાર્યક્રમો - ઊંચા તાપમાને માપવા.

ટંગસ્ટન-Rhenium thermocouple

તે પણ ખૂબ ઊંચા તાપમાને માપવા માટે વપરાય છે. મહત્તમ મર્યાદા જે સર્કિટ માધ્યમ દ્વારા લૉક કરી શકાય છે 25 હજાર ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચે છે.

તેમનો ઉપયોગ ચોક્કસ શરતો સાથે પાલન માટે જરૂરી છે. આમ, તાપમાન દરમિયાન માપન સંપૂર્ણપણે આસપાસના વાતાવરણ, કે જે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા પિન પર નકારાત્મક પ્રભાવ પડે છે દૂર કરવા માટે જરૂરી છે.

માટે આ ટંગસ્ટન-Rhenium thermocouple સામાન્ય રીતે તેમના તત્વો રક્ષણ નિષ્ક્રિય ગેસ ભરવામાં હાઉજિંગ માં મૂકવામાં આવે છે.

ઉપર દરેક વર્તમાન thermocouple તપાસ કરવામાં આવી હતી, ઉપકરણ, તે સિદ્ધાંત વપરાય મિશ્રધાતુ પર આધાર રાખે છે. હવે ડિઝાઇન કેટલાક લક્ષણો જુઓ.

થર્મોકપલ્સ બાંધકામ

ત્યાં થર્મોકપલ્સ ડિઝાઇન બે મુખ્ય પ્રકારો છે.

• અવાહક સ્તર અરજી સાથે. આ ડિઝાઇન વીજપ્રવાહ દ્વારા thermocouple ઓપરેટિંગ ઉપકરણ અલગતા સ્તર માટે પૂરી પાડે છે. આવા યોજના જમીન પ્રવેશ માંથી અલગતા વગર પ્રક્રિયામાં એક thermocouple ઉપયોગ પરવાનગી આપે છે.

• અવાહક સ્તર ઉપયોગ વિના. આવા થર્મોકપલ્સ માત્ર માપવા સર્કિટ સાથે જોડાયેલ કરી શકાય છે, ઇનપુટ્સ જે જમીન સાથે કોઈ સંપર્ક હોય છે. જો આ સ્થિતિ મળ્યા ન હોય ત્યારે ઉપકરણ ત્યાં બે સ્વતંત્ર ક્લોઝ્ડ સર્કિટ, જેમાં વાંચન thermocouple મદદથી મેળવી સચોટ હોઈ થાય છે.

ચાલી રહેલ thermocouple અને તેની અરજી

આ ઉપકરણ એક અલગ પ્રજાતિઓ, "મુસાફરી" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એક મુસાફરી thermocouple હવે અમે વધુ વિગતવાર ધ્યાનમાં કામગીરી સિદ્ધાંત.

આ ડિઝાઇન મુખ્યત્વે વળ્યાં તેના પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્ટીલ વિરામસ્થાન તાપમાન નક્કી MILLING અને આવા અન્ય મશિન માટે વપરાય છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે આ કિસ્સામાં શક્ય પરંપરાગત thermocouple ઉપયોગ કરવા માટે, તેમછતાં પણ, જો ઉત્પાદન પ્રક્રિયા ઉચ્ચ ચોકસાઇ તાપમાન નિયંત્રણ, એક thermocouple overemphasized ચાલતું જરૂરી છે.

જ્યારે તેની સંપર્ક તત્વો અગાઉથી workpiece આ પદ્ધતિ અરજી સીલબંધ કરવામાં આવે છે. પછી, વિરામસ્થાન પ્રક્રિયા માં, આ સંપર્કો સતત કામ સાધન અથવા અન્ય મશીન સાધન, ખુલ્લા કરવામાં આવે છે જેમાં જંકશન કારણ કે તે સંપર્કો "રન" (જે દૂર તાપમાન લક્ષણો દરમિયાન મુખ્ય તત્વ છે).

આ અસર વ્યાપક મેટલ ઉદ્યોગ વપરાય છે.

થર્મોકપલ્સ ડિઝાઇન ટેકનોલોજીકલ લક્ષણો

કામ સ્પાઇક thermocouple સર્કિટના ઉત્પાદન બે મેટલ સંપર્કો કે વિવિધ સામગ્રી કરી શકાય કરવા માટે જાણીતી છે બને છે. જંકશન "જંકશન" કહેવાય છે.

તે સ્પાઇક્સ મારફતે વૈકલ્પિક સંયોજન બનાવે છે કે એ નોંધવું જોઈએ. ફક્ત એક સાથે બે સંપર્કો ટ્વિસ્ટ. પણ આવા ઉત્પાદન પદ્ધતિ વિશ્વસનીયતા પુરતી સ્તર હશે નહીં, અને જ્યારે તાપમાન લક્ષણો દૂર પણ ભૂલ પાડી શકે છે.

તમે ઉચ્ચ ઉષ્ણતામાનનો જરૂર હોય તો, સોલ્ડરિંગ મેટલ તેમના વેલ્ડીંગ સાથે બદલવામાં આવે છે. આ હકીકત એ છે કે મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, કલાઈ જાણીતી મિશ્રધાતુ કનેક્શન વપરાય છે, નીચા ગલનબિંદુ છે અને જ્યારે તેની સ્તર વટાવી દીધી છે નાશ થાય છે કારણે છે.

યોજના, ઉત્પાદન, જે વેલ્ડિંગ લાગુ કરવામાં આવી છે, એક વિશાળ તાપમાન સામે ટકી શકે છે. પરંતુ જોડાણ આ પદ્ધતિ તેના ખામીઓ છે. વેલ્ડિંગ દરમિયાન ઊંચા તાપમાન સંપર્કમાં પર મેટલ આંતરિક માળખું બદલી શકે છે, જેનો ઉપયોગ માહિતીનું ગુણવત્તા પર અસર કરશે.

વધુમાં, તે તેના ઓપરેશન દરમિયાન આ thermocouple સંપર્કો સ્થિતિ મોનીટર કરવા જોઈએ. આમ, તે આક્રમક પર્યાવરણીય પ્રભાવ કારણે સર્કિટ ધાતુઓ લક્ષણો બદલવા માટે શક્ય છે. ઓક્સીડેશન થાય અથવા સામગ્રી interdiffusion કરી શકો છો. આવી સ્થિતિમાં તે thermocouple સરકીટ કામમાં બદલો જરૂરી છે.

વિવિધતાઓ જંકશન થર્મોકપલ્સ

આધુનિક ઉદ્યોગમાં વિવિધ ડિઝાઇન, જે થર્મોકપલ્સ ઉત્પાદન વપરાય છે પેદા કરે છે:

• ઓપન જંકશન;

• જંકશન ઇન્સ્યુલેટેડ;

• જ્યારે જમીન પરની જંકશન.

ઓપન જંકશન ના થર્મોકપલ્સ લક્ષણ બાહ્ય પ્રભાવ ગરીબ પ્રતિકાર છે.

માળખાં નીચેના બે પ્રકારના પ્રતિકૂળ વાતાવરણમાં તાપમાન માપવા ઉપયોગ કરી શકાય છે, સંપર્ક જોડી પર વિનાશક અસરો કરી શકે છે.

વધુમાં, હાલમાં ઉદ્યોગ સેમીકન્ડક્ટર થર્મોકપલ્સ ઉત્પાદન ટેકનોલોજીઓ પરની સર્કિટ વિકસાવવા છે.

માપણીની ભૂલ

એક thermocouple દ્વારા મેળવી તાપમાન લાક્ષણિકતાઓ ચોકસાઈ સંપર્ક જૂથ સામગ્રી, તેમજ બાહ્ય પરિબળો પર આધાર રાખે છે. બાદમાં દબાણ, પશ્ચાદ્ વિકિરણોના અથવા અન્ય કારણો ધાતુઓ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો છે, કે જે સંપર્કો બનાવવા અસર કરી શકે છે કે જે સમાવેશ થાય છે.

માપન ચોકસાઈ નીચેના ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:

• આ thermocouple ઉત્પાદન સુવિધાઓ કારણે રેન્ડમ ભૂલ;

• તાપમાન ઉલ્લંઘન "કોલ્ડ" સંપર્ક કારણે ભૂલ;

• ભૂલ, જે કારણ બાહ્ય ઘોંઘાટને તરીકે સેવા આપી હતી;

• નિયંત્રણ ઉપકરણ ભૂલ.

થર્મોકપલ્સ મદદથી ફાયદા

તાપમાન નિયંત્રણ માટે આવા ઉપકરણો મદદથી ફાયદા, એપ્લિકેશન અનુલક્ષીને છે:

• મોટા તફાવત સૂચકો એક thermocouple દ્વારા રેકોર્ડ કરી શકાય છે;

• આ thermocouple, જે સીધી રીતે વાંચન દૂર માપવા બિંદુ સાથે સીધો સંપર્ક થયેલું શકાય સામેલ છે સ્પાઇક;

• ઉત્પાદન થર્મોકપલ્સ, પોતાની તાકાત અને સંચાલનના ટકાઉપણું સરળ પ્રક્રિયા.

ઉષ્ણતામાનનો ગેરફાયદામાં એક thermocouple મદદથી

થર્મોકપલ્સ લાગુ ગેરફાયદા સમાવેશ થાય છે:

• જરૂરિયાત સતત "કોલ્ડ" આ thermocouple સંપર્ક તાપમાન મોનીટર કરવા. આ માપવા સાધનો, કે જે આ thermocouple પર આધારિત હોય છે ડિઝાઇન એક વિશિષ્ટ લક્ષણ છે. યોજનાનો ઓપરેશન સિદ્ધાંત તેના અવકાશ સાંકડી. તેઓ ઉપયોગ કરી શકે છે આસપાસના તાપમાન માપવા બિંદુએ તાપમાન નીચે છે તો જ.

• આ thermocouple ઉત્પાદનમાં વપરાતી ધાતુઓ આંતરિક માળખું ઉલ્લંઘન. હકીકત એ છે કે બાહ્ય પર્યાવરણ કારણે સંપર્કો તેમની એકરૂપતા, જે ઉત્પન્ન તાપમાન વાંચન ભૂલો કારણ બને છે ગુમાવી છે.

• આ thermocouple સંપર્ક જૂથ માપન દરમિયાન સામાન્ય રીતે પર્યાવરણલક્ષી પ્રતિકૂળ પ્રભાવ છે, જે કામગીરીમાં વિક્ષેપ બને માટે ખુલ્લા છે. આ ફરીથી સંપર્કો, જે આવા સેન્સરની વધારાના જાળવણી ખર્ચ થાય સિલીંગ માટે જરૂરી છે.

• ત્યાં એક thermocouple જેની બાંધકામ લાંબા સંપર્ક જૂથ પૂરી પાડે છે દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક મોજા સંપર્કમાં એક ભય છે. તે પણ માપન પરિણામો અસર કરી શકે.

• કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઉલ્લંઘન વીજપ્રવાહ thermocouple થતા અને માપન સાઇટ પર તાપમાન વચ્ચે રેખીય સંબંધ જોવા મળે છે. આ પરિસ્થિતિને કેલિબ્રેશન નિયંત્રણ ઉપકરણ જરૂરી છે.

નિષ્કર્ષ

તેના ખામીઓ હોવા છતાં, માપન પદ્ધતિ થર્મોકપલ્સ, કે જે પ્રથમ શોધ કરી હતી અને 19 મી સદીમાં કરવામાં આવ્યું હતું સાથે તાપમાન, આધુનિક ઉદ્યોગ તમામ શાખાઓમાં તેના વ્યાપક એપ્લિકેશન મળી નથી.

વધુમાં, ત્યાં કાર્યક્રમો અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યાં થર્મોકપલ્સ ઉપયોગ તાપમાન માહિતી મેળવવાના માત્ર રસ્તો છે. અને આ સામગ્રી વાંચી, તમે પૂરતી તેમના કામ મૂળભૂત સિદ્ધાંતો સમજવા.