termokupl nedir
Termokupl, kendi gerilimini üreterek sıcaklık ölçer. Bir noktada birleştirilmiş iki benzeşmeyen metal, bu birleşme noktası kabloların diğer ucundan farklı bir sıcaklıkta kaldığında küçük bir potansiyel farkı üretir; gerilimin büyüklüğü kullanılan metal çifti için yayımlanmış bir eğriyi izler. Sensörün çalışması için dışarıdan hiçbir şey verilmesi gerekmez ve termokuplün nerede kullanılacağını belirleyen özellik de budur: sıcaklık aralığının en üstü, en küçük ölçüm noktaları ve bir direnç elemanının dayanamayacağı makineler.
Harf tipleri bu metal çiftlerinin kısa adlarıdır. K tipi orta ve yüksek aralıkta genel amaçlı iş görür; J tipi eski ekipmanlara hizmet eder; T tipi düşük sıcaklıkları ve soğutmayı karşılar; E tipi baz metal çiftlerinin en yüksek duyarlılığını sunar; N tipi sıcaklıkta daha iyi kararlılık için geliştirilmiştir; R, S ve B tipleri ise en yüksek aralıklar ve en ağır görevler için platin ile rodyum kullanır. Tipler arasındaki seçim aralık, duyarlılık, atmosfer ve maliyet seçimidir; alıcı cihazın hangi tipe ayarlanması gerektiğini de o belirler.
Alıcı iki durumda termokuple yönelir; durumlar farklı görünür ama sorun aynıdır. Birincisi bir direnç elemanının dayanamayacağı sıcaklıktır: tipik olarak 500 °C üzerinde ve kesinlikle 850 °C üzerinde. İkincisi, daldırmalı bir probun giremeyecek kadar küçük, çok hızlı veya çok zahmetli bir ölçüm noktasıdır: enjeksiyon kalıplama silindiri, ısıtma bandı, yatak gövdesi, egzoz kanalı, cam veya seramik yüzey. İkisinde de belirleyici olan genellikle eleman değil mekaniktir.
İki termokupl montajını birbirinden ayıran şey nadiren harftir. Ayıran şey uç biçimi, kılıf malzemesi ve çapı, probun prose nasıl tutturulduğu ve uzak uçtaki soğuk ucun nasıl ele alındığıdır. Bu dört karar tepki süresini, ömrü ve gerçek ölçüm hatasını belirler; fiyat konuşulmadan önce netleştirilmeye değer kararlar da bunlardır.
termokupl nasıl ölçer
Olay Seebeck adını taşır. İki benzeşmeyen metalin karşılaştığı yerde, bu uç ile kabloların diğer uçları arasındaki sıcaklık farkı küçük bir akım sürer ve ortaya çıkan gerilim sınırlı bir aralıkta sıcaklık farkıyla yaklaşık olarak orantılıdır. Aralığın tamamında orantılı değildir; bu yüzden her harf tipinin kendi polinomu vardır ve cihaza hangi tipi okuduğunun söylenmesi gerekir. Termokupl sinyali ayrıca küçüktür: yaygın baz metal tiplerinde derece başına onlarca mikrovolt, platin tiplerinde ise yalnızca birkaç mikrovolt.
Gerilim ölçüm ucu ile kabloların bağlandığı klemensler arasında üretildiğinden, o klemenslerdeki sıcaklık ölçümün bir parçasıdır. Çözüm soğuk uç telafisidir: cihaz kendi klemenslerindeki sıcaklığı ölçer ve karşılık gelen gerilimi okumaya geri ekler; böylece okuma yalnızca ölçüm ucunu yansıtır. Telafi isteğe bağlı bir iyileştirme değildir. Onsuz bir termokupl iki sıcaklık arasındaki farkı bildirir ve o sıcaklıklardan yalnızca biri istenen sıcaklıktır.
Aynı prensip kablolamayı da bağlar. Termokupl kablosunun bakırla karşılaştığı her yer kendi başına bir termokupl ucu olduğu için devre eşleşen termokupl kablosuyla kurulmalı, hat uzatılıyorsa aynı tipte telafi veya uzatma kablosu ile aynı alaşımlardan yapılmış konnektörler kullanılmalıdır. Prob ile cihaz arasındaki bakır bir klemens barası ölçümü bozmaz; ölçüme sıcaklıkları bilinmeyen iki uç daha ekler ve bu uçların yarattığı hata sabittir, sensör kaymasıyla karıştırılması kolaydır.
Ucun kendisinden iki sonuç doğar. Topraklı uç ölçüm noktasını kılıfa kaynaklar; ısı ve akım kolay geçdiği için hızlı tepki verir, ama ölçüm devresini kılıfın dokunduğu her şeye bağlar; topraklı bir metalde bu yol gürültü veya dolaşan akım kaynağı olabilir. Topraksız uç ölçüm noktasını kılıf içinde yalıtır; devreyi yalıtmanın bedeli tepki süresidir. Açık uç daha da hızlıdır ve ortamın aşındırıcı olmadığı, dışarıda tutulmasının gerekmediği yerlerde kullanılır.
Konfigürasyon seçenekleri
Spesifikasyonun çoğu, doğruluk sınıfından değil bu kararlardan belirlenir. Her biri bir sonrakini kısıtlar, bu nedenle sırayla netleştirilirler.
| Karar | Belirlenecek seçenekler | Neyi gerçekten belirliyor |
| Kalibrasyon tipi | K, J, T, E, N, R, S veya B ve ona karşılık gelen uzatma kablosu | Kullanılabilir aralık, derece başına mikrovolt cinsinden duyarlılık, metal çiftinin dayandığı atmosfer ve alıcı cihazın hangi tipe ayarlanması gerektiği. Yanlış yapıldığında okumayı baştan geçersiz kılan tek karar budur. |
| Uç biçimi | Topraklı, topraksız veya açık; uç kaynaklı olabileceği gibi yaylı bir temas parçasının içinde de olabilir | Tepki süresi, ölçüm devresi ile makine arasındaki elektriksel yalıtım ve ucun ortama karşı ne kadar korunduğu. |
| Kılıf ve çap | Paslanmaz çelik, Inconel, seramik veya örgülü mineral yalıtımlı kablo; milimetrenin altından birkaç milimetreye çıkan çaplar | Montajın ne kadar hızlı yanıt verdiği ve neye dayandığı. Korozyona dayanıklı bir alaşımdan yapılmış ağır bir kılıf uzun ömürlüdür, ama içindeki uca değil kendi kılıfına özgü hızda yanıt verir. |
| Probun tutulma biçimi | Yaylı kenet, dişli başlık, sıkıştırmalı bağlantı, kaynak tabanı veya yüzeye dayanan çıplak uç | Temas basıncı ve daldırma derinliği; bu ikisi birlikte ucun proses sıcaklığını mı yoksa kendisini tutan braketin sıcaklığını mı gördüğünü belirler. |
| Soğuk uç yönetimi | Prob üzerinde klemens başlığı, prob üzerine montajlı transmitter veya cihaza kadar uzanan telafi kablosu | Telafinin nerede yapıldığı ve hattın neye mal olduğu. Prob üzerinden transmitterle iletmek, küçük gerilimi girişim almadan önce bir çevrim sinyaline çevirir. |
| Ölçüm noktası sayısı | Her kanal için bir prob veya çoklayıcılı bir giriş kartı | Her noktanın kendi cihaz kanalını ve kendi telafisini gerektirip gerektirmediği; çok noktalı makinelerde maliyetin daha büyük kısmı genellikle budur. |
termokupl nasıl seçilir
| Faktör | Nasıl netleştirilir | Cevabı neden belirliyor |
| Sıcaklık aralığının üst ucu | Normal çalışma sıcaklığını alın ve kontrol çevriminin üretmesi gerektiği değil prosesin gerçekte ürettiği taşma payını da ekleyin. | Harf tipi ile kılıf malzemesinin ikisi de buna uyar. Ekonomi için seçilmiş bir baz metal çifti, atmosfer hesaba katıldığında, kendisi için yazılı aralığın çok altında doğru cevap olmaktan çıkar. |
| Atmosfer | Probun neyin içinde olduğunu belirtin: hava, baca gazı, erimiş metal, vakum, indirgeyici veya oksitleyici ortam ya da durgun havada sıcak bir yüzey. | K tipi indirgeyici atmosferde kaymaya ve 250-550 °C çevresindeki kısa mesafeli düzen etkisine yatkındır; N tipi kısmen buna yanıt olarak geliştirilmiştir. Platin tipler yüksek sıcaklıkta cevaptır ama kirlenmeye karşı bağışık değildir. |
| Gereken tepki süresi | Okumanın değişen bir prosesi mi izlemesi gerektiğine yoksa yalnızca bir sürekli rejim değerine mi bakıldığına karar verin. | İnce bir kılıf, topraklı veya açık bir uç ve uçtaki küçük kütle - hepsi tepki süresini kısaltır ve her biri hız uğruna korumadan ya da yalıtımdan vazgeçer. Yavaş bir montaj, çevrim yapan bir prosesde kimsenin istemediği bir ortalamayı bildirir. |
| Elektriksel çevre | Probun topraklı bir metale sabitlenip sabitlenmediğini ve hız kontrol sürücülerinin veya ısıtıcıların yakında olup olmadığını belirtin. | Mikrovolt düzeyindeki sinyal, 4-20 mA çevrimin üzerlerinden geçtiği girişimi toplar. Ekranlı veya örgülü kablo ile topraksız uç alışıldık yanıttır; prob üzerinden transmitterle iletmek daha eksiksiz yanıttır. |
| Cihaza olan mesafe | Hattı ölçün, sonra soğuk uca nerede olması gerektiğine karar verin. | Telafi kablosu bakırdan pahalıdır ve kendi toleransı vardır; bu yüzden uzun bir hatta, kontrol odasına kadar uzanan uzun bir telafi hattından çok prob üzerine konan bir transmitter iş görür. |
| Okumanın doğrulanabilir olması gerekip gerekmediği | Değerin yazdırılıp yazdırılmayacağını, denetime girip girmeyeceğini veya bir partinin serbest bırakılmasında kullanılıp kullanılmayacağını sorgulayın. | Yalın bir termokupl, kendisiyle birlikte sağlanmadıkça izlenebilir bir kalibrasyon taşımaz. Sayının savunulması gerekiyorsa montajın belgelenmiş bir toleransı ve yeniden doğrulama yolu olmalıdır. |
En yakın alternatifler
Bunlar, termokupl için bir talebin genellikle çıktığı tipler ve seçimin gerçekten belirlendiği noktadır.
| En yakın alternatif | Onu bir Termokuplden ayıran nedir |
| K tipi termokupllar | Bir aile değil tek bir harf tipi. Genel amaçlı çift hem aralığı hem atmosferi karşıladığında seçilmeye değer; proses kısa mesafeli düzen aralığında çalıştığında veya indirgeyici bir ortamda yürütüldüğünde ise kaçınılmaya değer. |
| RTD sıcaklık sensörleri | Gerilim üretmek yerine direnci ölçer, bu yüzden uyarma akımı ister ve daha yavaş, daha büyük, daha tutarlı bir sinyal verir. Sıcaklık bir platin elemanın aralığındaysa ve okumanın cihazlar arasında örtüşmesi gerekiyorsa daha iyi cihaz RTD'dir, termokupl onun eşdeğeri değildir. |
| Direnç termometreleri | Çıplak direnç elemanı veya algılama bileşenidir; proses bağlantısı olan takılmış bir montaj olarak değil kablolu bir parça olarak tedarik edilir. Gövde ve bağlantı alıcının kendi tasarımıysa tercih edilir. |
| Sıcaklık transmitterleri | Kendi başına hiçbir şey ölçmez. Termokuplü okur ve küçük gerilimi yol almadan önce bir çevrim sinyaline dönüştürür; cihaz birkaç metreden uzaktaysa termokupl normalde bu biçimde bağlanır. |
| Kızılötesi termometreler | Bir yüzeyi temas etmeden okur; bu yüzden hiçbir probun dokunamayacağı hareketli veya ulaşılamaz hedefleri ölçebilir. Hacmi değil yüzeyi ölçer ve emisivite katsayısının bilinmesi gerekir, dolayısıyla termokuplün yerini almaz onu tamamlar. |
| Sıcaklık kontrolörleri | Termokupl sinyalini alır ve bir ısıtıcıyı veya soğutucuyu bir ayar noktasına doğru sürer. Makinede probun bağlandığı cihaz odur ve aynı harf tipine ayarlanması gereken parça da odur. |
Harf tipi talepte ilk adlandırılan ama en az şeyi belirleyen unsurdur. Ölçümün işe yarayıp yaramayacağını uç biçimi, kılıf ve probun tutulma biçimi belirler.
Talebe neler dahil edilmeli
Talep bunları içeriyorsa, ilk yanıt bir dizi soru yerine bir teklif olabilir. Bir değer bilinmiyorsa, görev tanımını gönderin; bunun ne anlama geldiğini teyit ederiz.
- Gerekli kalibrasyon tipi ya da tip net değilse sıcaklık aralığı ve atmosfer
- Normal çalışma sıcaklığı ve ulaştığı en yüksek taşma değeri
- Probun maruz kaldığı atmosfer veya ortam; aşındırıcı mı yoksa indirgeyici mi olduğu
- Probun tutulma biçimi: yaylı kenet, vida dişi, sıkıştırmalı bağlantı veya yüzey teması
- Prob çapı, uzunluğu ve daldırma derinliği ile ölçüm noktasındaki boş alan
- Uç biçimi, topraklı veya topraksız; bir tercih belirtildiyse nedeni
- Kablo veya uzatma uzunluğu ile zaten kullanılmakta olan kablo tipi
- Cihazın ne kadar uzakta olduğu ve transmitter mi klemens başlığı mı gerektiği
- Uygulamanın gerek duyduğu tepki süresi
- Miktar, varış limanı ve istenen teslim tarihi