Termokupl nedir, kullanım alanları nelerdir,çalışma prensibi nedir, yapısı özellikleri ve çeşitlerini paylaşacağımız yazıyı sizler için hazırladık.
Termokupl Nedir ?
Termokupl, sıcaklığı ölçmek veya kontrol etmek için kullanılan bir sensördür. İki farklı metalden oluşur ve bu metaller arasında bir termo gerilim oluşmasına dayanır. Termokuplun en yaygın kullanıldığı alan endüstriyel süreç kontrolüdür. Termokupllar, yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve zorlu ortamlarda dahi güvenilir bir şekilde çalışabilme yeteneğine sahiptir.
Termokuplun çalışma prensibi termoelektrik etkisine dayanır. İki farklı metalin temas ettiği noktada, sıcaklık farkından dolayı elektrik farkı oluşur. Bu fark, termokuplun uçlarında bulunan ölçüm cihazı veya kontrol sistemi tarafından okunur ve sıcaklık değeri elde edilir. Termokupllar genellikle kapalı devre sistemi olarak kullanılır ve doğru bir ölçüm yapabilmek için referans noktası olan soğuk uçları bulunmaktadır.
Termokupl Yapısı
Termokupl yapısı basittir. Oldukça sağlam ve maliyeti de düşüktür. Bu nedenle endüstride sıcaklık ölçümü için kullanılmaktadır. Termokupl ile sıcaklık ölçümü yapan Cihazın icadı, 1821 yılında Seebeck tarafından bulunmuştur.
Termokupl yapısında bulunan malzemeler:
- Bileşen teli
- İzolatör
- Primer
- Koruyucu kılıf
- Bağlantı klemensi
- Bağlantı kafası
- Flaş veya rekor gibi malzemeler
Termokupl imalatında bakır, demir, nikel, krom, platin ve radyum gibi özel metaller kullanılır. Kullanılan metal türüne göre -200 ile 2320 Santigrad dereceye kadar ölçümler yapabilmektedir.
Termoelektrik bir cismin ısı ve elektrik ile olan bağlantısıdır. Isı ve elektrik enerjisi birbirine dönüşebilmektedir. Elektrik enerjisinin ölçümünden ısı enerjisi de ölçülebilir. Ölçüm işlemi farklı sıcaklıklarda iki metal telin uçları bağlantısı oluşturulmuş olan bir konstrüksiyon mevcuttur. Bağlı uçlara sıcak nokta veya referans noktası adı verilir. Termokupl gerilimi, Sıcak nokta ile soğuk nokta arasında oluşan fark ile meydana gelir. Devrede üretilmiş olan gerilim sıcaklık farklı ile doğru orantılıdır. İki bağlantı aynı sıcaklıkta iken herhangi bir gerilim oluşmaz.
Termokupl Çalışma Prensibi
Termokuplun çalışma prensibi iki farklı metalin birleşim noktasında meydana gelen termoelektrik etkiye dayanır. Bu etki, iki farklı metalin bir uçlarının birleştirilerek sıcaklık farkı oluşturulmasıyla ortaya çıkar. Nitekim, termokuplun çalışabilmesi için sıcak ve soğuk uçları bulunması gerekmektedir.
Bir termokuplda birleştirilen iki metalin birleşim noktasında, iki metalin elektron ataletleri farklıdır. Bu farklılık, elektronlar arasında termoelektrik potansiyel farkı yaratır. Bu potansiyel farkı, termokuplun etrafındaki devrede ölçülen gerilime dönüşür. Dolayısıyla, iki metalin sıcaklık farkı arttıkça termoelektrik potansiyel farkı da artar ve termokuplun çıkış gerilimi yükselir. Termokuplun bu çalışma prensibi, birçok endüstriyel ve bilimsel alanda sıcaklık ölçümleri için yaygın olarak kullanılır.
Termokupl Kullanım Alanları
Termokupller, geniş bir kullanım alanına sahiptir. Endüstriyel süreçlerden araştırma laboratuvarlarına kadar birçok alanda tercih edilmektedir. Özellikle yüksek sıcaklık veya tehlikeli ortamlarda sıcaklık ölçümü yapılması gereken durumlarda tercih edilen bir sensör türüdür. Örneğin, çelik üretiminde yüksek sıcaklıkları takip etmek veya enerji santrallerinde güvenliği sağlamak için kullanılır.
Termokupller ayrıca gıda ve ilaç endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sektörlerde, ürünlerin sıcaklık kontrolleri sıkı bir şekilde izlenmelidir ve termokupller bu ihtiyaca cevap verebilmektedir. Bunun yanı sıra otomotiv endüstrisinde de termokupllere sıkça rastlanmaktadır. Araç motorlarının sıcaklık değerlerinin takip edilmesi, termokupllerin bu sektörde kullanılmasını gerektirmektedir.
Termokupl Çeşitleri
Birbirinden farklı özelliklere sahip çeşitli termokupl tipleri bulunmaktadır. Bu termoelektrik çiftler, farklı malzemelerin birleşiminden oluşur ve farklı sıcaklık aralıklarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. En yaygın kullanılan termokupl tipleri arasında tip K, tip J, tip T ve tip E bulunmaktadır.
Tip K termokupl, demir-nikel ve krom-nikel alaşımlarının birleşimiyle oluşur ve geniş bir sıcaklık aralığında kullanılabilir. Tip J termokupl ise demir ve bakır-nikel alaşımlarının birleşimiyle oluşur ve daha düşük sıcaklık aralıklarında kullanıma uygundur. Tip T termokupl, bakır ve konstantan alaşımlarının birleşimiyle oluşur ve daha dar bir sıcaklık aralığında çalışırken yüksek hassasiyet sunar. Son olarak, tip E termokupl, demir ve nikel-krom-kobalt alaşımlarının birleşimiyle oluşur ve daha yüksek sıcaklık aralıklarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Termokupl seçimi, kullanılacağı ortamın sıcaklık aralığına, ölçüm hassasiyetine ve diğer uygulama gereksinimlerine bağlı olarak yapılmalıdır.
Tür | Alaşım | Sıcaklık Değeri °C (Sürekli) | Sıcaklık Değeri °C (Ani) |
---|---|---|---|
K | Krom-Nikel Demir-Nikel | 0 – 1100 °C | (-180) – 1300 °C |
J | Demir ve Bakır-Nikel | 0 – 750 °C | (-180) – 800 °C |
T | Bakır-Konstantan | (-185) – 300 °C | (-250) – 400 °C |
E | Demir Nikel-Kobalt-Krom | 0 – 800 °C | (-40) – 900 °C |
Düz Tip Termokupllar
Düz tip termokupllar, -200 ila 2320 dereceye kadar değişik imalat süreçlerinde kullanılır. Uzun ömürlü kullanımlar için içinde yer aldığı imalat süreçlerinin koşulları iyi hesaplanmalıdır.
L Tipi Termokupllar
L tipi termokupllar, metal eriyiklerin ve tuz banyolarının sıcaklık ölçümleri için kullanılmaktadır. Bu tür süreçlerde L tipi Termokupl kullanılmasındaki amaç, Termokupl kafasının ortamda açık olan banyonun üzerindeki sıcaklık ve korozif ortamdan korunmasıdır.
Portatif Ve Diğer Tip Termokupllar
Portatif tip Termokupllar hem yüzey hem de ortam sıcaklıkların ölçümüne kadar çeşitli süreçlerde kullanılmaktadır. Doğru ölçüm yapılabilmesi için Termokupl boyu, dış koruyucu çapının en az 6-10 katı olması gerekir. Portatif tip termokupllar genel olarak sabit kablolu şekilde üretilir. Bayonet tip Termokupllar ise daha basit süreçlerde kullanılmaktadır. Sabit kablolu olarak üretili. Sızdırmazlık özelliği yoktur. Bu sebeple rutubetli ortamlarda ya da ıslak çalışma sahalarında kullanılmaz. Genelde metal bloklara açılan bir deliğe daldırılarak veya metal yüzeyine temas ettirme ile kullanılır.
Mineral İzoleli Termokupllar
Mineral izoleli Termokupllar kullanım alanı -40 ile +1600 C derece arasında oluşturulan çeşitli süreçlerdir. Tek ya da çift elemanlı termokupl eleman telleri, ince bir metal koruyucu içine yüksek saflıkta metal oksit tozu ile sıkıştırılır. Bu yöntem izole olmasını sağlar. Küçük çaplarda ve bükülebilir esnekliğe sahip olması sayesinde birçok imalat süreçlerinde ve portatif uygulamalarda kullanılabilir. Çeşitli makineler, tanklar, boru hatları, laboratuvar uygulamaları, Hava-Su-Yağ-Gaz ortamlarda, Sıvı ve gazlı ortamlarda, enerji santrallerinde, basınçlı kaplar, reaktörler ve kimya endüstrisi kullanıldığı başlıca sektörler ve alanlardır.
Sıcaklık limitleri dahilinde bükülebilir özelliği sayesinde kablo gibi dolama yapılabilir. Tünel fırınlarda hareket halinde bir malzeme sıcaklığı veya fırın içi sıcaklık dağılımı ölçümünde kullanılır.
Termokupl Ölçüm Hassasiyeti
Termokuplun ölçüm hassasiyeti, bir termokuplun hedeflenen sıcaklık değerini ne kadar doğru bir şekilde ölçebileceğini belirlemek için kullanılan bir metriktir. Hassasiyet, termokuplunun ölçüm yapabildiği en küçük sıcaklık değişikliğini ifade etmektedir.
Termokupl kullanılarak yapılan ölçümlerde hassasiyet, çeşitli faktörlerden etkilenebilir. Bunlar arasında termokupl tipi, tel malzemesi, izolasyon malzemesi ve bağlantı şekli gibi faktörler bulunmaktadır. Ayrıca kullanılan okuma cihazının doğruluğu ve kalibrasyonu da ölçüm hassasiyetini etkileyen önemli unsurlardır. Yüksek hassasiyetli ölçümler için, termokupl ve okuma cihazının doğru bir şekilde seçilmesi ve düzenli olarak kalibrasyonunun yapılması önemlidir. Bu sayede hassas ölçümler yapmak ve doğru sonuçlar elde etmek mümkün olacaktır.
Termokuplun Kalibrasyonu Nasıl Yapılır?
Termokuplların doğru ve güvenilir ölçüm yapabilmesi için periyodik olarak kalibrasyon işlemi yapılması önemlidir. Termokuplun kalibrasyonu, termokuplunun gerçek sıcaklık değerlerini doğru bir şekilde okuyup, gösterdiği değerlerle uyumlu olmasını sağlamak amacıyla yapılır. Bu sayede termokuplunun ölçümlerdeki hassasiyeti ve doğruluk seviyesi kontrol edilir.
Kalibrasyon işlemi genellikle bir kalibrasyon laboratuvarında veya yetkili bir serviste gerçekleştirilir. Bu işlem sırasında termokuplunun çıkış voltajı ölçülerek, standart değerlerle karşılaştırılır. Eğer termokuplunun çıkış voltajı standartlara uygun ise, kalibrasyon işlemi başarılı olarak tamamlanmış olur. Ancak çıkış voltajı standartlardan sapmalar gösteriyorsa, termokuplunun ayarlamaları yapılır veya gerekli tamir işlemleri uygulanır. Kalibrasyon sonrasında, termokuplunun tekrar test edilerek, güvenli ve doğru ölçümler yapabildiği kontrol edilir.
Termokupl Seçimi Nasıl Yapılır ?
Termokupl seçimi, doğru ölçüm sonuçları elde etmek ve sistem performansının en üst seviyede olmasını sağlamak için oldukça önemlidir. İlk olarak dikkat edilmesi gereken husus, termokupl tipidir. Çünkü farklı tip termokupller farklı sıcaklık aralıklarında ve ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Dolayısıyla, ölçüm yapılacak sıcaklık aralığı ve ortamın özellikleri göz önünde bulundurularak doğru termokupl tipi seçilmelidir.
Ayrıca, termokupl malzemesi de seçim sürecinde önemli bir faktördür. Termokupller genellikle farklı metal alaşımlarından üretilir ve her bir alaşımın farklı özelikleri vardır. Bu nedenle, ölçüm yapılacak sıcaklık aralığına ve ortam koşullarına en uygun malzeme seçilmelidir. Örneğin, yüksek sıcaklık uygulamaları için platinyum bazlı termokupller tercih edilebilirken, daha düşük sıcaklık aralıklarında ise daha ekonomik çelik bazlı termokupller tercih edilebilir.
İlginizi Çekebilir :
Twitter Adresimiz İçin Tıklayınız
Facebook Adresimiz İçin Tıklayınız
Bilgilendirici bir yazı olmuş. Teşekkürler
Biz teşekkür ederiz efendim.