Nedir Termokuple?

Termokup Nedir?

Termokup Tanımı

Termokup, termoelektrik etkiye dayanarak sıcaklık farkını elektrik gerilimine dönüştüren bir cihazdır. Belirli bir nokta veya konumda sıcaklığı ölçebilecek bir sensördür. Termokuplar, basitliği, dayanıklılığı, düşük maliyeti ve geniş sıcaklık aralığı nedeniyle endüstriyel, ev içi, ticari ve bilimsel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

Termoelektrik Etki

Termoelektrik etki, iki farklı metal veya metal alaşımının arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle bir elektrik gerilimi oluşturma fenomenidir. Bu etki, 1821 yılında Alman fizikçi Thomas Seebeck tarafından keşfedildi. Seebeck, iki farklı metalden oluşan kapalı bir döngünün bir ucu ısıtıldığında ve diğer ucu soğutulduğunda etrafında bir manyetik alan oluştuğunu gözlemledi.

Termoelektrik etki, metallerdeki özgür elektronların hareketiyle açıklanabilir. Bir ucu ısıtıldığında, elektronlar kinetik enerji kazanır ve daha soğuk uca doğru daha hızlı hareket eder. Bu, iki uç arasında bir potansiyel fark oluşturur ve bu fark, bir voltmetre veya ampermetre ile ölçülebilir. Gerilimin büyüklüğü, kullanılan metallerin türüne ve uçlar arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır.

Termokup Çalışması

Bir termokup, iki farklı metal veya metal alaşımı telinden oluşur ve her iki ucunda da birleştirilerek iki uç oluşturulur. Bir ucu, sıcaklığın ölçülmesi gereken yere yerleştirilen sıcak veya ölçüm ucu olarak adlandırılır. Diğer ucu, genellikle oda sıcaklığında veya buzlu bir kabın içinde tutulan soğuk veya referans ucu olarak adlandırılır.

İki uç arasında sıcaklık farkı olduğunda, termoelektrik etki nedeniyle termokup devresinde bir elektrik gerilimi oluşur. Bu gerilim, devreye bağlı bir voltmetre veya ampermetre ile ölçülebilir. Belirli bir tip termokup için gerilim ile sıcaklık arasındaki ilişkiyi gösteren kalibrasyon tablosu veya formülü kullanarak, sıcak ucu sıcaklığı hesaplanabilir.

Termokup Türleri

K, J, T ve E gibi çeşitli tipler, metallerin kombinasyonları, sıcaklık aralıkları ve belirli uygulamalarla farklılaşır.

Avantajları

• Kriyojenikten çok yüksek sıcaklıklara kadar geniş bir sıcaklık aralığını ölçebilirler.

• Basit, dayanıklı ve güvenilir cihazlardır, sert çevre koşullarına ve titreşimlere dayanabilirler.

• Düşük maliyetlidirler ve kolay kurulum ve değiştirme yapılabilir.

• Hızlı tepki süresi vardır ve dinamik sıcaklık değişimlerini ölçebilirler.

• İşlemi için dış güç veya amplifikasyon gerekmez.

Dezavantajları

• Diğer sensörlere göre daha düşük doğruluk ve istikrarlılık sunarlar.

• Korozyon, oksidasyon, kirlilik veya telin yaşlanması nedeniyle hatalara açıktırlar.

• Doğru ölçüm için bilinen bir sıcaklıkta referans ucu gerektirirler.

• Doğrusal olmayan bir çıkış üretirler, bu nedenle karmaşık kalibrasyon veya kompanzasyon gerektirirler.

• Devrede parazitik uçlar nedeniyle istenmeyen termoelektrik gerilimler üretebilirler.

Seçim Kriterleri

Sıcaklık aralığı, doğruluk, çevre uyumluluğu, boyut, elektriksel özellikler ve maliyet gibi faktörlere dayanarak seçiniz.

• Sıkça Kullanılan Uygulamalar

• Çelik ve demir endüstrileri

• Gazlı aletler

• Termopil radyasyon sensörleri

• Üretim

• Enerji üretimi

• İşlem tesisleri

• Termokup vakum göstergesi olarak kullanımı

Sonuç

Termokuplar, iki farklı tür metalin bir ucunda birleştirildiği sıcaklık sensörleridir. İki metalin birleştiği uç ısıtıldığında veya soğutulduğunda, bu sıcaklıkla ilişkilendirilebilecek bir gerilim oluşur.

Termokuplar, diğer sıcaklık sensörlerine kıyasla birçok avantaj ve dezavantaja sahiptir. Kriyojenikten çok yüksek sıcaklıklara kadar geniş bir sıcaklık aralığını ölçebilirler. Basit, dayanıklı ve güvenilir cihazlardır, sert çevre koşullarına ve titreşimlere dayanabilirler. Düşük maliyetlidirler ve kolay kurulum ve değiştirme yapılabilir. Hızlı tepki süresi vardır ve dinamik sıcaklık değişimlerini ölçebilirler. Ancak, diğer sensörlere göre daha düşük doğruluk ve istikrarlılık sunarlar. Korozyon, oksidasyon, kirlilik veya telin yaşlanması nedeniyle hatalara açıktırlar. Doğru ölçüm için bilinen bir sıcaklıkta referans ucu gerektirirler. Doğrusal olmayan bir çıkış üretirler, bu nedenle karmaşık kalibrasyon veya kompanzasyon gerektirirler.

Doğru termokupu seçmek için, gerekli sıcaklık aralığı ve doğruluk, tellelerin kimyasal uyumluluğu ve dayanıklılığı, probun boyutu ve şekli, elektriksel özellikleri ve gürültüye karşı bağışıklık, tip ve aksesuarların mevcudiyeti ve maliyeti gibi faktörlere bakılmalıdır.

Termokuplar, çelik ve demir endüstrileri, gazlı aletler, termopil radyasyon sensörleri, üretim, enerji üretimi, işlem tesisleri ve termokup vakum göstergeleri gibi çeşitli endüstri ve alanlarda yaygın olarak kullanılır.