थर्मोकपल क्या है?

थर्मोकपल क्या है?

थर्मोकपल परिभाषा

थर्मोकपल एक उपकरण है जो थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत पर आधारित होता है और तापमान के अंतर को विद्युत वोल्टेज में परिवर्तित करता है। यह एक प्रकार का सेंसर है जो एक विशिष्ट बिंदु या स्थान पर तापमान मापने की क्षमता रखता है। थर्मोकपल अपनी सरलता, टिकाऊपन, कम लागत और व्यापक तापमान सीमा के कारण औद्योगिक, घरेलू, व्यावसायिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव

थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव दो विभिन्न धातुओं या धातु मिश्रितों के बीच तापमान के अंतर के कारण विद्युत वोल्टेज उत्पन्न होने की घटना है। इस प्रभाव की खोज 1821 में जर्मन भौतिकविद थॉमस सीबेक ने की थी, जिन्होंने देखा कि दो असमान धातुओं के बंद लूप के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है जब एक जंक्शन को गर्म किया जाता है और दूसरा ठंडा किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव को धातुओं में स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनों की गति से समझा जा सकता है। जब एक जंक्शन को गर्म किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन किनेटिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं और ठंडे जंक्शन की ओर तेजी से चलने लगते हैं। यह दोनों जंक्शनों के बीच एक विभवांतर उत्पन्न करता है, जिसे एक वोल्टमीटर या एमीटर द्वारा मापा जा सकता है। वोल्टेज की तीव्रता उपयोग किए गए धातुओं के प्रकार और जंक्शनों के बीच तापमान के अंतर पर निर्भर करती है।

थर्मोकपल का काम

थर्मोकपल दो विभिन्न धातुओं या धातु मिश्रितों से बने दो तारों से बना होता है, जो दोनों सिरों पर जुड़कर दो जंक्शन बनाते हैं। एक जंक्शन, जिसे गर्म या मापन जंक्शन कहा जाता है, तापमान मापने के लिए वह स्थान पर रखा जाता है। दूसरा जंक्शन, जिसे ठंडा या संदर्भ जंक्शन कहा जाता है, आमतौर पर कमरे के तापमान या बर्फ के बाथ में एक स्थिर और ज्ञात तापमान पर रखा जाता है।

जब दोनों जंक्शनों के बीच तापमान का अंतर होता है, तो थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण थर्मोकपल सर्किट में एक विद्युत वोल्टेज उत्पन्न होता है। यह वोल्टेज सर्किट से जुड़े वोल्टमीटर या एमीटर द्वारा मापा जा सकता है। एक दिए गए प्रकार के थर्मोकपल के लिए वोल्टेज और तापमान के बीच संबंधित कैलिब्रेशन तालिका या सूत्र का उपयोग करके, गर्म जंक्शन का तापमान गणना किया जा सकता है।

थर्मोकपल के प्रकार

विभिन्न प्रकार, जैसे K, J, T, और E, धातु संयोजन, तापमान सीमा और विशिष्ट अनुप्रयोगों द्वारा भिन्न होते हैं।

लाभ

• वे ग्लाइोजेनिक से लेकर बहुत उच्च तापमान तक की व्यापक तापमान सीमा को माप सकते हैं।

• वे सरल, टिकाऊ और विश्वसनीय उपकरण हैं जो कठोर परिवेश और कंपनों को सहन कर सकते हैं।

• वे सस्ते होते हैं और स्थापित और बदलने में आसान हैं।

• वे तेज प्रतिक्रिया समय रखते हैं और गतिशील तापमान परिवर्तनों को माप सकते हैं।

• उनके ऑपरेशन के लिए बाहरी शक्ति या विस्तार की आवश्यकता नहीं होती।

हानिकारकताएँ

• अन्य सेंसरों की तुलना में उनकी सटीकता और स्थिरता कम होती है।

• वे क्षय, ऑक्सीकरण, प्रदूषण या तारों के विकार के कारण त्रुटियों के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं।

• सटीक मापन के लिए उन्हें एक ज्ञात तापमान पर संदर्भ जंक्शन की आवश्यकता होती है।

• उनका आउटपुट गैर-रैखिक होता है, जिसके लिए जटिल कैलिब्रेशन या कम्पनेशन की आवश्यकता होती है।

• वे सर्किट में अनावश्यक थर्मोइलेक्ट्रिक वोल्टेज उत्पन्न कर सकते हैं जो परजीवी जंक्शनों के कारण होते हैं।

चयन मानदंड

तापमान सीमा, सटीकता, पर्यावरण संगतता, आकार, विद्युत विशेषताओं और लागत के आधार पर चुनें।

• सामान्य अनुप्रयोग

• स्टील और लोहे के उद्योग

• गैस उपकरण

• थर्मोपाइल विकिरण सेंसर

• निर्माण

• ऊर्जा उत्पादन

• प्रक्रिया संयंत्र

• थर्मोकपल के रूप में वैक्यूम गेज

निष्कर्ष

थर्मोकपल एक व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तापमान सेंसर हैं जो दो विभिन्न प्रकार की धातुओं से बने होते हैं जो एक छोर पर जुड़े होते हैं। जब दो धातुओं के जंक्शन को गर्म किया या ठंडा किया जाता है, तो एक वोल्टेज उत्पन्न होता है जिसे तापमान से संबंधित किया जा सकता है।

थर्मोकपल अन्य तापमान सेंसरों की तुलना में कई लाभ और हानिकारकताएँ होती हैं। वे ग्लाइोजेनिक से लेकर बहुत उच्च तापमान तक की व्यापक तापमान सीमा को माप सकते हैं। वे सरल, टिकाऊ और विश्वसनीय उपकरण हैं जो कठोर परिवेश और कंपनों को सहन कर सकते हैं। वे सस्ते होते हैं और स्थापित और बदलने में आसान हैं। वे तेज प्रतिक्रिया समय रखते हैं और गतिशील तापमान परिवर्तनों को माप सकते हैं। हालांकि, वे अन्य सेंसरों की तुलना में कम सटीकता और स्थिरता रखते हैं। वे क्षय, ऑक्सीकरण, प्रदूषण, या तारों के विकार के कारण त्रुटियों के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं। वे सटीक मापन के लिए एक ज्ञात तापमान पर संदर्भ जंक्शन की आवश्यकता होती है। वे गैर-रैखिक आउटपुट रखते हैं, जिसके लिए जटिल कैलिब्रेशन या कम्पनेशन की आवश्यकता होती है।

सही थर्मोकपल का चयन करने के लिए, तापमान सीमा और आवश्यक सटीकता, तारों की रासायनिक संगतता और टिकाऊपन, प्रोब का आकार और आकृति, विद्युत विशेषताएँ और शोर रोधी शक्ति, और प्रकार और ऐक्सेसरीज की उपलब्धता और लागत पर विचार करें।

थर्मोकपल विभिन्न उद्योगों और क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। थर्मोकपल के कुछ सामान्य अनुप्रयोग स्टील और लोहे के उद्योग, गैस उपकरण, थर्मोपाइल विकिरण सेंसर, निर्माण, ऊर्जा उत्पादन, प्रक्रिया संयंत्र, और थर्मोकपल के रूप में वैक्यूम गेज हैं।