थर्मोकपल, तापमान सेंसरों में से एक

तापमान सेंसर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और कई प्रकार के होते हैं, लेकिन मुख्य सामान्य प्रकार हैं: थर्मोकपल्स (PT100/PT1000), थर्मोपाइल्स, thermistors, प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर, और आईसी तापमान सेंसर. आईसी तापमान सेंसर में दो प्रकार शामिल हैं: एनालॉग आउटपुट सेंसर और डिजिटल आउटपुट सेंसर. तापमान सेंसर की सामग्री और इलेक्ट्रॉनिक घटक विशेषताओं के अनुसार, इन्हें दो श्रेणियों में बांटा गया है: थर्मल प्रतिरोधक और थर्मोकपल. थर्मोकपल उचित सटीकता के साथ तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला की लागत प्रभावी माप के लिए उद्योग-मानक विधि बन गए हैं. इनका उपयोग बॉयलरों में लगभग +2500°C तक विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, वॉटर हीटर, ओवन, और विमान के इंजन—कुछ ही नाम हैं.

टाइप प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल उच्च तापमान प्रतिरोधी 1600 डिग्री कोरन्डम ट्यूब

PT100 तापमान सेंसर सुई जांच थर्मोकपल

3-परिरक्षित केबल के साथ तार PT100 प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मोकपल

(1) थर्मोकपल की मूल परिभाषा
थर्मोकपल उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तापमान का पता लगाने वाले तत्वों में से एक है. थर्मोकपल का कार्य सिद्धांत सीबेक प्रभाव पर आधारित है, जो एक भौतिक घटना है जिसमें विभिन्न घटकों के दो कंडक्टर एक लूप बनाने के लिए दोनों सिरों पर जुड़े होते हैं. यदि दोनों कनेक्टिंग सिरों का तापमान अलग-अलग है, लूप में एक तापीय धारा उत्पन्न होती है.

औद्योगिक तापमान माप में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तापमान सेंसर में से एक के रूप में, थर्मोकपल्स, प्लैटिनम थर्मल प्रतिरोधकों के साथ, के बारे में हिसाब 60% तापमान सेंसरों की कुल संख्या का. तरल पदार्थों की सतह के तापमान को सीधे मापने के लिए थर्मोकपल का उपयोग आमतौर पर प्रदर्शन उपकरणों के साथ किया जाता है, वाष्प, गैसीय मीडिया और ठोस की सीमा में -40 विभिन्न उत्पादन प्रक्रियाओं में 1800°C तक. लाभ में उच्च माप सटीकता शामिल है, विस्तृत माप सीमा, सरल संरचना और आसान उपयोग.

(2) थर्मोकपल तापमान माप का मूल सिद्धांत
थर्मोकपल एक तापमान संवेदन तत्व है जो सीधे तापमान को माप सकता है और इसे थर्मोइलेक्ट्रिक संभावित सिग्नल में परिवर्तित कर सकता है. सिग्नल को विद्युत उपकरण के माध्यम से मापे गए माध्यम के तापमान में परिवर्तित किया जाता है. थर्मोकपल का कार्य सिद्धांत यह है कि विभिन्न घटकों के दो कंडक्टर एक बंद लूप बनाते हैं. जब तापमान प्रवणता मौजूद हो, करंट लूप से होकर गुजरेगा और थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता उत्पन्न करेगा, जो सीबेक प्रभाव है. थर्मोकपल के दो कंडक्टरों को थर्मोकपल कहा जाता है, जिसका एक सिरा कामकाजी सिरा है (उच्च तापमान) और दूसरा छोर मुक्त छोर है (आमतौर पर स्थिर तापमान पर). थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता और तापमान के बीच संबंध के अनुसार, एक थर्मोकपल स्केल बनाया जाता है. विभिन्न थर्मोकपल के अलग-अलग पैमाने होते हैं.

जब एक तीसरी धातु सामग्री थर्मोकपल लूप से जुड़ी होती है, जब तक सामग्री के दो संपर्कों का तापमान समान है, थर्मोकपल द्वारा उत्पन्न थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता अपरिवर्तित रहेगी और तीसरी धातु से प्रभावित नहीं होगी. इसलिए, थर्मोकपल का तापमान मापते समय, थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता को मापकर मापा माध्यम का तापमान निर्धारित करने के लिए एक मापने वाला उपकरण जोड़ा जा सकता है. थर्मोकपल कंडक्टर या अर्धचालक ए और बी को एक बंद लूप में वेल्ड करते हैं.

थर्मोकपल एक बंद लूप बनाने के लिए विभिन्न सामग्रियों के दो कंडक्टर या अर्धचालक ए और बी को एक साथ वेल्ड करते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है.

जब दो अनुलग्नक बिंदुओं के बीच तापमान में अंतर होता है 1 और 2 कंडक्टर ए और बी की, दोनों के बीच एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है, इस प्रकार लूप में एक निश्चित आकार का करंट बनता है. इस घटना को थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है. थर्मोकपल इस प्रभाव का उपयोग करके काम करते हैं.

विभिन्न घटकों के दो कंडक्टर (थर्मोकपल तार या गर्म इलेक्ट्रोड कहा जाता है) एक लूप बनाने के लिए दोनों सिरों पर जुड़े हुए हैं. जब जंक्शनों का तापमान भिन्न होता है, लूप में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है. इस घटना को थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है, और इस इलेक्ट्रोमोटिव बल को थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता कहा जाता है. तापमान मापने के लिए थर्मोकपल इस सिद्धांत का उपयोग करते हैं. उनमें से, the end directly used to measure the temperature of the medium is called the working end (also called the measuring end), and the other end is called the cold end (also called the compensation end); the cold end is connected to the display instrument or the matching instrument, and the display instrument will indicate the thermoelectric potential generated by the thermocouple.

Thermocouples are energy converters that convert thermal energy into electrical energy and measure the temperature by measuring the generated thermoelectric potential. When studying the thermoelectric potential of thermocouples, the following issues need to be noted:
1) The thermoelectric potential of a thermocouple is a function of the temperature difference between the two ends of the thermocouple, थर्मोकपल के दोनों सिरों के बीच तापमान का अंतर नहीं.
2) थर्मोकपल द्वारा उत्पन्न थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता के परिमाण का थर्मोकपल की लंबाई और व्यास से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन केवल थर्मोकपल सामग्री की संरचना और दोनों सिरों के बीच तापमान के अंतर के साथ, बशर्ते कि थर्मोकपल सामग्री एक समान हो.
3) थर्मोकपल के दो थर्मोकपल तारों की सामग्री संरचना का निर्धारण करने के बाद, थर्मोकपल की थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता का परिमाण केवल थर्मोकपल के तापमान अंतर से संबंधित है. यदि थर्मोकपल के ठंडे सिरे का तापमान स्थिर रहता है, थर्मोकपल की थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता कार्यशील अंत तापमान का केवल एक एकल-मूल्यवान कार्य है.
आमतौर पर उपयोग की जाने वाली थर्मोकपल सामग्रियां हैं:
(3) थर्मोकपल के प्रकार और संरचनाएँ
प्रकार
थर्मोकपल को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: मानक थर्मोकपल और गैर-मानक थर्मोकपल. तथाकथित मानक थर्मोकपल एक थर्मोकपल को संदर्भित करता है जिसका राष्ट्रीय मानक इसकी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता और तापमान के बीच संबंध निर्धारित करता है, स्वीकार्य त्रुटि, और एक एकीकृत मानक पैमाना है. इसमें चयन के लिए एक मिलान प्रदर्शन उपकरण है. उपयोग सीमा या परिमाण के क्रम के संदर्भ में गैर-मानकीकृत थर्मोकपल मानकीकृत थर्मोकपल से कमतर हैं, और आम तौर पर इनका कोई एकीकृत पैमाना नहीं होता. इनका उपयोग मुख्य रूप से कुछ विशेष अवसरों पर माप के लिए किया जाता है.

थर्मोकपल की मूल संरचना:
औद्योगिक तापमान माप के लिए उपयोग किए जाने वाले थर्मोकपल की मूल संरचना में थर्मोकपल तार शामिल हैं, इन्सुलेशन ट्यूब, सुरक्षा ट्यूब और जंक्शन बॉक्स, वगैरह.

सामान्यतः प्रयुक्त थर्मोकपल तार और उनके गुण:
ए. प्लैटिनम-रोडियम 10-प्लैटिनम थर्मोकपल (एस के स्नातक संख्या के साथ, इसे एकल प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल के रूप में भी जाना जाता है). इस थर्मोकपल का सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु युक्त है 10% रोडियाम, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध प्लैटिनम है;

विशेषताएँ:
(1) स्थिर थर्मोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन, मजबूत ऑक्सीकरण प्रतिरोध, ऑक्सीकरण वाले वातावरण में निरंतर उपयोग के लिए उपयुक्त, लंबे समय तक उपयोग का तापमान 1300℃ तक पहुंच सकता है, जब यह 1400℃ से अधिक हो जाए, यहां तक ​​कि हवा में भी, शुद्ध प्लैटिनम तार पुनः क्रिस्टलीकृत हो जाएगा, अनाज को मोटा और टूटा हुआ बनाना;
(2) उच्चा परिशुद्धि. यह सभी थर्मोकपल के बीच उच्चतम सटीकता ग्रेड है और आमतौर पर मानक के रूप में या उच्च तापमान मापने के लिए उपयोग किया जाता है;
(3) उपयोग की विस्तृत श्रृंखला, अच्छी एकरूपता और विनिमेयता;
(4) मुख्य नुकसान हैं: छोटा अंतर थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता, इतनी कम संवेदनशीलता; महंगी कीमत, कम यांत्रिक शक्ति, कम करने वाले वातावरण में या धातु वाष्प की स्थितियों में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है.

बी. प्लैटिनम-रोडियम 13-प्लैटिनम थर्मोकपल (आर की स्नातक संख्या के साथ, इसे एकल प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल के रूप में भी जाना जाता है) इस थर्मोकपल का सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु युक्त है 13%, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध प्लैटिनम है. एस प्रकार की तुलना में, इसकी संभावित दर लगभग है 15% उच्च. अन्य संपत्तियाँ लगभग समान हैं. इस प्रकार के थर्मोकपल का उपयोग जापानी उद्योग में उच्च तापमान वाले थर्मोकपल के रूप में सबसे अधिक किया जाता है, लेकिन चीन में इसका इस्तेमाल कम होता है;

सी. प्लैटिनम-रोडियम 30-प्लैटिनम-रोडियम 6 थर्मोकपल (प्रभाग संख्या बी, इसे डबल प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल के रूप में भी जाना जाता है) इस थर्मोकपल का सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु युक्त है 30% रोडियाम, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु युक्त है 6% रोडियाम. कमरे के तापमान पर, इसकी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता बहुत छोटी है, इसलिए आमतौर पर माप के दौरान क्षतिपूर्ति तारों का उपयोग नहीं किया जाता है, और ठंडे अंत तापमान परिवर्तन के प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है. दीर्घकालिक उपयोग तापमान 1600℃ है, और अल्पकालिक उपयोग तापमान 1800℃ है. क्योंकि थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता छोटी है, उच्च संवेदनशीलता वाले एक प्रदर्शन उपकरण की आवश्यकता है.

टाइप बी थर्मोकपल ऑक्सीकरण या तटस्थ वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, और इसका उपयोग निर्वात वायुमंडल में अल्पकालिक उपयोग के लिए भी किया जा सकता है. घटते माहौल में भी, इसका जीवन है 10 को 20 टाइप बी से कई गुना ज्यादा. टाइम्स. चूँकि इसके इलेक्ट्रोड प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु से बने होते हैं, इसमें प्लैटिनम-रोडियम-प्लैटिनम थर्मोकपल के नकारात्मक इलेक्ट्रोड के सभी नुकसान नहीं हैं. उच्च तापमान पर बड़े क्रिस्टलीकरण की प्रवृत्ति कम होती है, और इसमें यांत्रिक शक्ति अधिक होती है. एक ही समय पर, चूँकि इसका अशुद्धियों के अवशोषण या रोडियम के स्थानांतरण पर कम प्रभाव पड़ता है, लंबे समय तक उपयोग के बाद इसकी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता में गंभीरता से बदलाव नहीं होता है. नुकसान यह है कि यह महंगा है (एकल प्लैटिनम-रोडियम के सापेक्ष).

डी. निकल-क्रोमियम-निकल-सिलिकॉन (निकल-एल्यूमीनियम) थर्मोकपल (ग्रेडिंग संख्या K है) इस थर्मोकपल का सकारात्मक इलेक्ट्रोड निकल-क्रोमियम मिश्र धातु युक्त है 10% क्रोमियम, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक निकल-सिलिकॉन मिश्र धातु है 3% सिलिकॉन (कुछ देशों में उत्पादों का नकारात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध निकल है). यह 0-1300℃ के मध्यम तापमान को माप सकता है और ऑक्सीकरण और निष्क्रिय गैसों में निरंतर उपयोग के लिए उपयुक्त है. अल्पकालिक उपयोग का तापमान 1200℃ है, और दीर्घकालिक उपयोग तापमान 1000℃ है. इसकी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता तापमान संबंध लगभग रैखिक है, कीमत सस्ती है, और यह वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला थर्मोकपल है.

के-प्रकार थर्मोकपल मजबूत ऑक्सीकरण प्रतिरोध वाला एक बेस मेटल थर्मोकपल है. यह निर्वात में नंगे तार के उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है, सल्फर युक्त, कार्बन युक्त वातावरण, और रेडॉक्स वैकल्पिक वातावरण. जब ऑक्सीजन आंशिक दबाव कम हो, निकल-क्रोमियम इलेक्ट्रोड में क्रोमियम को अधिमानतः ऑक्सीकरण किया जाएगा, जिससे थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता में बड़ा परिवर्तन हो रहा है, लेकिन धातु गैस का इस पर बहुत कम प्रभाव होता है. इसलिए, धातु सुरक्षात्मक ट्यूबों का अक्सर उपयोग किया जाता है.

पीले मेल प्लग स्प्रिंग-लोडेड थर्मोकपल K प्रकार के साथ

स्टेनलेस स्टील जांच के साथ के-प्रकार तापमान सेंसर

K-प्रकार स्टेनलेस स्टील WRN-K श्रृंखला थर्मोकपल तापमान सेंसर

के-प्रकार थर्मोकपल के नुकसान:
(1) थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता की उच्च तापमान स्थिरता एन-प्रकार थर्मोकपल और कीमती धातु थर्मोकपल की तुलना में खराब है. उच्च तापमान पर (उदाहरण के लिए, 1000°C से अधिक), यह अक्सर ऑक्सीकरण से क्षतिग्रस्त हो जाता है.
(2) अल्पकालिक थर्मल चक्र स्थिरता 250-500 डिग्री सेल्सियस की सीमा में खराब है, वह है, एक ही तापमान बिंदु पर, हीटिंग और कूलिंग प्रक्रिया के दौरान थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता रीडिंग अलग-अलग होती हैं, और अंतर 2-3 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है.
(3) नकारात्मक इलेक्ट्रोड 150-200°C की सीमा में चुंबकीय परिवर्तन से गुजरता है, जिससे कमरे के तापमान की 230°C की सीमा में ग्रेजुएशन मान ग्रेजुएशन तालिका से विचलित हो जाता है. विशेष रूप से, जब चुंबकीय क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, समय से स्वतंत्र थर्मोइलेक्ट्रिक संभावित हस्तक्षेप अक्सर होता है.
(4) लंबे समय तक उच्च-प्रवाह माध्यम-प्रणाली विकिरण के संपर्क में रहने पर, मैंगनीज जैसे तत्व (एम.एन.) और कोबाल्ट (सह) नकारात्मक इलेक्ट्रोड में परिवर्तन होता है, इसकी स्थिरता खराब हो रही है, जिसके परिणामस्वरूप थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता में बड़ा बदलाव आया.

ई. निकल-क्रोमियम-सिलिकॉन-निकल-सिलिकॉन थर्मोकपल (एन) इस थर्मोकपल की मुख्य विशेषताएं हैं: 1300℃ से नीचे मजबूत तापमान नियंत्रण और ऑक्सीकरण प्रतिरोध, अच्छी दीर्घकालिक स्थिरता और अल्पकालिक थर्मल चक्र प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता, परमाणु विकिरण और कम तापमान के प्रति अच्छा प्रतिरोध. इसके अलावा, 400-1300℃ की सीमा में, एन-प्रकार थर्मोकपल की थर्मोइलेक्ट्रिक विशेषताओं की रैखिकता K-प्रकार की तुलना में बेहतर है. तथापि, निम्न तापमान सीमा में अरेखीय त्रुटि बड़ी होती है (-200-400℃), और सामग्री कठिन और संसाधित करने में कठिन है.

ई. कॉपर-कॉपर-निकल थर्मोकपल (टी) टी-प्रकार थर्मोकपल, इस थर्मोकपल का सकारात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध तांबा है, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड तांबा-निकल मिश्र धातु है (कॉन्स्टेंटन के नाम से भी जाना जाता है). इसकी मुख्य विशेषताएं हैं: बेस मेटल थर्मोकपल के बीच, इसमें थर्मोइलेक्ट्रोड की उच्चतम सटीकता और अच्छी एकरूपता है. इसका ऑपरेटिंग तापमान -200～350℃ है. क्योंकि कॉपर थर्मोकपल को ऑक्सीकरण करना आसान होता है और ऑक्साइड फिल्म को गिराना आसान होता है, ऑक्सीकरण वाले वातावरण में उपयोग करते समय इसे आमतौर पर 300℃ से अधिक की अनुमति नहीं दी जाती है, और -200～300℃ की सीमा के भीतर है. वे अपेक्षाकृत संवेदनशील हैं. कॉपर-कॉन्स्टेंटन थर्मोकपल की एक और विशेषता यह है कि वे सस्ते होते हैं, और वे आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कई मानकीकृत उत्पादों में सबसे सस्ते हैं.

एफ. लौह-स्थिर थर्मोकपल (ग्रेडिंग संख्या जे है)
जे-प्रकार थर्मोकपल, इस थर्मोकपल का धनात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध लोहा है, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड स्थिरांक है (तांबा-निकल मिश्र धातु), जिसकी विशेषता इसकी सस्ती कीमत है. यह निर्वात ऑक्सीकरण को कम करने या निष्क्रिय वातावरण के लिए उपयुक्त है, और तापमान सीमा -200 ~ 800 ℃ से है. तथापि, आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला तापमान केवल 500℃ से नीचे होता है, क्योंकि इस तापमान से अधिक होने के बाद, लौह थर्मोकपल की ऑक्सीकरण दर तेज हो जाती है. यदि मोटे तार व्यास का उपयोग किया जाता है, इसे अभी भी उच्च तापमान पर इस्तेमाल किया जा सकता है और इसका जीवन लंबा है. यह थर्मोकपल हाइड्रोजन द्वारा संक्षारण प्रतिरोधी है (एच 2) और कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) गैसों, लेकिन उच्च तापमान में इसका उपयोग नहीं किया जा सकता (उदाहरण के लिए:. 500℃) गंधक (एस) वायुमंडल.

जी. निकल-क्रोमियम-तांबा-निकल (कॉन्स्टेंटन) थर्मोकपल (प्रभाग कोड ई)
टाइप ई थर्मोकपल एक अपेक्षाकृत नया उत्पाद है, निकल-क्रोमियम मिश्र धातु के एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड और तांबे-निकल मिश्र धातु के एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ (कॉन्स्टेंटन). इसकी सबसे बड़ी खासियत यह है कि यह आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले थर्मोकपल में से एक है, इसकी थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता सबसे बड़ी है, वह है, इसकी संवेदनशीलता सबसे अधिक है. हालाँकि इसकी अनुप्रयोग सीमा टाइप K जितनी विस्तृत नहीं है, इसे अक्सर उन परिस्थितियों में चुना जाता है जिनमें उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है, कम तापीय चालकता, और स्वीकार्य बड़ा प्रतिरोध. उपयोग में प्रतिबंध टाइप K के समान ही हैं, लेकिन उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में यह संक्षारण के प्रति बहुत संवेदनशील नहीं है.

उपरोक्त के अतिरिक्त 8 आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले थर्मोकपल, टंगस्टन-रेनियम थर्मोकपल भी हैं, प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल, इरिडियम-जर्मेनियम थर्मोकपल, प्लैटिनम-मोलिब्डेनम थर्मोकपल, और गैर-धातु सामग्री थर्मोकपल को गैर-मानकीकृत थर्मोकपल के रूप में. निम्नलिखित तालिका आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले थर्मोकपल की सामग्री विनिर्देशों और तार व्यास और उपयोग तापमान के बीच संबंध को सूचीबद्ध करती है:

थर्मोकपल ग्रेडिंग नंबर वायर व्यास (मिमी) दीर्घकालिक अल्पावधि
SΦ0.513001600
आरएफ0.513001600
BΦ0.516001800
KΦ1.28001000

(4) थर्मोकपल के ठंडे सिरे का तापमान मुआवजा
थर्मोकपल सामग्रियों की लागत बचाने के लिए, खासकर कीमती धातुओं का उपयोग करते समय, क्षतिपूर्ति तार का उपयोग आमतौर पर ठंडे सिरे को बढ़ाने के लिए किया जाता है (मुक्त अंत) थर्मोकपल को नियंत्रण कक्ष में रखें जहां तापमान अपेक्षाकृत स्थिर हो और इसे उपकरण टर्मिनल से कनेक्ट करें. यह स्पष्ट होना चाहिए कि थर्मोकपल क्षतिपूर्ति तार की भूमिका थर्मोकपल का विस्तार करने और थर्मोकपल के ठंडे सिरे को नियंत्रण कक्ष में उपकरण टर्मिनल तक ले जाने तक सीमित है।. यह स्वयं तापमान माप पर ठंडे अंत तापमान परिवर्तन के प्रभाव को समाप्त नहीं कर सकता है और मुआवजे की भूमिका नहीं निभा सकता है.

इंसुलेटिंग ट्यूब

थर्मोकपल के कार्यशील सिरों को एक साथ मजबूती से वेल्ड किया जाता है, और थर्मोकपल को इंसुलेटिंग ट्यूबों द्वारा संरक्षित करने की आवश्यकता है. ट्यूबों को इन्सुलेट करने के लिए कई सामग्रियां उपलब्ध हैं, which are mainly divided into organic and inorganic insulation. For the high temperature end, inorganic materials must be selected as insulating tubes. आम तौर पर, clay insulating tubes can be selected below 1000℃, high aluminum tubes can be selected below 1300℃, and corundum tubes can be selected below 1600℃.

Protective tube

The function of the protective tube is to prevent the thermocouple electrode from direct contact with the measured medium. Its function not only prolongs the life of the thermocouple, but also provides the function of supporting and fixing the thermoelectrode and enhancing its strength. इसलिए, the correct selection of thermocouple protection tubes and insulating materials is crucial to the service life and measurement accuracy of the thermocouple. सुरक्षात्मक ट्यूब की सामग्रियों को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: धातु और अधातु.

सारांश:
थर्मोकपल आमतौर पर औद्योगिक तापमान माप में उपयोग किए जाने वाले सेंसर हैं, जो उच्च सटीकता की विशेषता रखते हैं, व्यापक तापमान रेंज के लिए मितव्ययिता और प्रयोज्यता. यह गर्म सिरे और ठंडे सिरे के बीच तापमान के अंतर को मापता है.

गर्म अंत संवेदन बिंदु का तापमान प्राप्त करने के लिए, ठंडे सिरे के तापमान को मापना और उसके अनुसार थर्मोकपल के आउटपुट को समायोजित करना आवश्यक है. आम तौर पर, कोल्ड जंक्शन को उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री की एक शीट के माध्यम से थर्मोकपल सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट के इनपुट के समान तापमान पर रखा जाता है. तांबा आदर्श तापीय चालकता वाला एक पदार्थ है (381डब्ल्यू/एमके). थर्मोकपल सिग्नल को चिप पर ताप संचालन में हस्तक्षेप करने से रोकने के लिए इनपुट कनेक्शन को विद्युत रूप से अलग करने की आवश्यकता है. संपूर्ण सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट अधिमानतः इस इज़ोटेर्मल वातावरण में है.

थर्मोकपल की सिग्नल रेंज आमतौर पर माइक्रोवोल्ट/℃ स्तर में होती है. थर्मोकपल सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति बहुत संवेदनशील है (ईएमआई), और थर्मोकपल लाइन अक्सर ईएमआई द्वारा बाधित होती है. ईएमआई प्राप्त सिग्नल की अनिश्चितता को बढ़ाता है और एकत्रित तापमान डेटा की सटीकता को नुकसान पहुंचाता है. इसके अलावा, कनेक्शन के लिए आवश्यक समर्पित थर्मोकपल केबल भी महंगा है, और यदि अन्य प्रकार के केबलों को सावधानीपूर्वक प्रतिस्थापित नहीं किया जाता है, इससे विश्लेषण में कठिनाई हो सकती है.

चूंकि ईएमआई लाइन की लंबाई के समानुपाती होती है, हस्तक्षेप को कम करने के लिए सामान्य विकल्प नियंत्रण सर्किट को संवेदन बिंदु के करीब रखना है, संवेदन बिंदु के निकट एक रिमोट बोर्ड जोड़ें, या जटिल सिग्नल फ़िल्टरिंग और केबल परिरक्षण का उपयोग करें. एक अधिक सुंदर समाधान थर्मोकपल आउटपुट को संवेदन बिंदु के करीब डिजिटाइज़ करना है.

(5) थर्मोकपल प्रक्रिया उत्पादन प्रवाह
थर्मोकपल उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रण में निम्नलिखित शामिल हैं:
1) तार निरीक्षण: ज्यामितीय आयामों और थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता की जाँच करें.
2) मुआवजा तार निरीक्षण: ज्यामितीय आयामों और थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता की जाँच करें.
3) प्लास्टिक सॉकेट जैसे घटकों को तैयार करें और उनका निरीक्षण करें, एल्यूमीनियम टोपियां, दुर्दम्य आधार, पेपर ट्यूब और छोटे पेपर ट्यूब.
4) गर्म अंत वेल्डिंग: पी नियंत्रण चार्ट के माध्यम से सोल्डर जोड़ों की योग्य दर और लंबाई की योग्य दर को सत्यापित करें.
5) तार एनीलिंग: प्राथमिक एनीलिंग सहित (क्षार धुलाई और अम्ल धुलाई के बाद एनीलिंग) और द्वितीयक एनीलिंग (यू-आकार की ट्यूब से गुजरने के बाद एनीलिंग), एनीलिंग तापमान और समय को नियंत्रित करें.
6) प्रक्रिया निरीक्षण: ध्रुवीयता निर्णय सहित, लूप प्रतिरोध और उपस्थिति गुणवत्ता के साथ-साथ ज्यामितीय आयाम निरीक्षण.
7) कोल्ड एंड वेल्डिंग: वेल्डिंग वोल्टेज को नियंत्रित करें, सोल्डर जोड़ के आकार और गोलाकार आकार की जाँच करें.
8) संयोजन और डालना: आवश्यकतानुसार इकट्ठा करें, जिसमें गर्म सिरे की स्थिति और क्षतिपूर्ति तार की दूरी को नियंत्रित करना शामिल है. डालने की आवश्यकताओं में सीमेंट की तैयारी शामिल है, बेकिंग तापमान और समय, और इन्सुलेशन प्रतिरोध माप.
9) अंतिम निरीक्षण: ज्यामिति की जाँच करें, लूप प्रतिरोध, सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवता और इन्सुलेशन प्रतिरोध.

(6) थर्मोकपल सेंसर का अनुप्रयोग
थर्मोकपल दो अलग-अलग कंडक्टरों को एक साथ जोड़कर बनते हैं. जब माप और संदर्भ जंक्शन अलग-अलग तापमान पर हों, तथाकथित थर्मोइलेक्ट्रोमैग्नेटिक बल (ईएमएफ) उत्पन्न होता है. जंक्शन उद्देश्य माप जंक्शन थर्मोकपल जंक्शन का वह हिस्सा है जो मापा तापमान पर होता है.

संदर्भ जंक्शन ज्ञात तापमान को बनाए रखने या थर्मोकपल में तापमान परिवर्तन के लिए स्वचालित रूप से क्षतिपूर्ति करने की भूमिका निभाता है. पारंपरिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में, थर्मोकपल तत्व आमतौर पर कनेक्टर से जुड़ा होता है, जबकि संदर्भ जंक्शन एक उपयुक्त थर्मोकपल एक्सटेंशन तार के माध्यम से अपेक्षाकृत स्थिर तापमान वाले नियंत्रित वातावरण से जुड़ा होता है. जंक्शन का प्रकार शेल-कनेक्टेड थर्मोकपल जंक्शन या इंसुलेटेड थर्मोकपल जंक्शन हो सकता है.

शेल-कनेक्टेड थर्मोकपल जंक्शन एक भौतिक कनेक्शन द्वारा जांच दीवार से जुड़ा हुआ है (वेल्डिंग), और अच्छी गर्मी हस्तांतरण प्राप्त करने के लिए जांच दीवार के माध्यम से गर्मी को बाहर से जंक्शन तक स्थानांतरित किया जाता है. इस प्रकार का जंक्शन स्थिर या प्रवाहित संक्षारक गैसों और तरल पदार्थों के तापमान को मापने के लिए उपयुक्त है, साथ ही कुछ उच्च दबाव वाले अनुप्रयोग भी.

इंसुलेटेड थर्मोकपल में जंक्शन होते हैं जो जांच दीवार से अलग होते हैं और एक नरम पाउडर से घिरे होते हैं. हालाँकि इंसुलेटेड थर्मोकपल की प्रतिक्रिया शेल्ड थर्मोकपल की तुलना में धीमी होती है, वे विद्युत अलगाव प्रदान करते हैं. संक्षारक वातावरण में मापने के लिए इंसुलेटेड थर्मोकपल की सिफारिश की जाती है, जहां थर्मोकपल एक शीथ शील्ड द्वारा आसपास के वातावरण से पूरी तरह से विद्युत रूप से पृथक होता है.

एक्सपोज़्ड-टर्मिनल थर्मोकपल जंक्शन के शीर्ष को आसपास के वातावरण में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं. इस प्रकार का थर्मोकपल सर्वोत्तम प्रतिक्रिया समय प्रदान करता है, लेकिन केवल गैर-संक्षारक के लिए उपयुक्त है, गैर खतरनाक, और गैर-दबाव वाले अनुप्रयोग. प्रतिक्रिया समय को समय स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जिसे सेंसर को बदलने के लिए आवश्यक समय के रूप में परिभाषित किया गया है 63.2% नियंत्रित वातावरण में प्रारंभिक मूल्य से अंतिम मूल्य तक. एक्सपोज़्ड-टर्मिनल थर्मोकपल की प्रतिक्रिया गति सबसे तेज़ होती है, और जांच म्यान का व्यास जितना छोटा होगा, प्रतिक्रिया की गति उतनी ही तेज़ होगी, लेकिन अधिकतम स्वीकार्य माप तापमान उतना ही कम होगा.

एक्सटेंशन-वायर थर्मोकपल संदर्भ जंक्शन को थर्मोकपल से दूसरे छोर पर एक तार में स्थानांतरित करने के लिए एक्सटेंशन तार का उपयोग करते हैं, जो आमतौर पर नियंत्रित वातावरण में स्थित होता है और इसमें थर्मोकपल के समान तापमान-विद्युत चुम्बकीय आवृत्ति विशेषताएँ होती हैं. जब ठीक से जुड़ा हो, एक्सटेंशन तार संदर्भ कनेक्शन बिंदु को नियंत्रित वातावरण में स्थानांतरित करता है.