థర్మోకపుల్స్‌తో ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతల కొలత

ఉనికిలో లేదు ఒక రకమైన థర్మోకపుల్ఘన వస్తువుల (ఉపరితల థర్మోకపుల్స్) ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి రూపొందించబడింది. ఇప్పటికే ఉన్న ఉపరితల థర్మోకపుల్ డిజైన్‌ల సమృద్ధి ప్రాథమికంగా వివిధ రకాల కొలత పరిస్థితులు మరియు ఉష్ణోగ్రతలను కొలవాల్సిన ఉపరితలాల లక్షణాల కారణంగా ఉంటుంది.

పారిశ్రామిక ఆచరణలో, వివిధ రేఖాగణిత ఆకారాలు, స్థిర మరియు తిరిగే శరీరాలు, విద్యుత్ వాహక వస్తువులు మరియు అవాహకాలు, అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణ వాహకత కలిగిన శరీరాలు, మృదువైన మరియు కఠినమైన ఉపరితలాల ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడం అవసరం. అందువల్ల, కొన్ని పరిస్థితులలో ఉపయోగించడానికి అనువైన ఉపరితల థర్మోకపుల్‌లు ఇతరులలో పనికిరావు.

థర్మోకపుల్‌ను వెల్డింగ్ చేయడం ద్వారా మెటల్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కొలవడం

చాలా తరచుగా, వేడిచేసిన సన్నని మెటల్ ప్లేట్లు లేదా ఘన శరీరాల ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి, థర్మోకపుల్ జంక్షన్ నేరుగా టంకం చేయబడుతుంది లేదా పరీక్షలో ఉపరితలంపై వెల్డింగ్ చేయబడుతుంది.కొన్ని జాగ్రత్తలు తీసుకుంటే మాత్రమే ఉష్ణోగ్రత కొలత యొక్క ఈ పద్ధతి ఆమోదయోగ్యమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది.

ప్లేట్ యొక్క ఉపరితలం మరియు థర్మోకపుల్స్ యొక్క కనెక్టింగ్ బాల్ మధ్య ఉష్ణ మార్పిడి ప్రధానంగా వారి సంపర్క ఉపరితలం గుండా వెళుతున్న ఉష్ణ ప్రవాహం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఇది జంక్షన్ మరియు జంక్షన్ ప్రక్కనే ఉన్న థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల ఉపరితలంలో భాగం. కొంత వరకు, ఉష్ణ మార్పిడి ప్లేట్ మరియు దానితో సంబంధం లేని థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ జంక్షన్ ఉపరితలం యొక్క భాగం మధ్య రేడియేషన్ ద్వారా సంభవిస్తుంది.

మరోవైపు, ప్లేట్ మరియు థర్మోకపుల్ థర్మోఎలెక్ట్రోడ్‌లతో సంబంధం ఉన్న జంక్షన్ ఉపరితలం యొక్క భాగం ప్లేట్ చుట్టూ ఉన్న చల్లని శరీరాలకు రేడియేషన్ కారణంగా ఉష్ణ శక్తిని కోల్పోతుంది మరియు జంక్షన్‌ను కడగడం ద్వారా గాలికి ఉష్ణప్రసరణ ప్రవహిస్తుంది.

అందువలన, జంక్షన్ మరియు ప్రక్కనే ఉన్న థర్మోకపుల్ థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు ప్లేట్ కాంటాక్ట్ ఉపరితలం ద్వారా జంక్షన్కు నిరంతరం సరఫరా చేయబడిన ఉష్ణ శక్తిలో గణనీయమైన భాగాన్ని వెదజల్లుతాయి.

సమతౌల్యం ఫలితంగా, జంక్షన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్లేట్ యొక్క ఉపరితలం యొక్క ప్రక్కనే ఉన్న భాగం జంక్షన్ నుండి రిమోట్ ప్లేట్ యొక్క భాగాల ఉష్ణోగ్రత కంటే చాలా తక్కువగా మారుతుంది (సన్నని పలకల యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలిచేటప్పుడు, ఈ క్రమబద్ధమైన కొలత లోపం వందల డిగ్రీలకు చేరుకుంటుంది) .

జంక్షన్ ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు థర్మోకపుల్ ద్వారా వెదజల్లబడే ఉష్ణ ప్రవాహాన్ని తగ్గించడం ద్వారా ఈ లోపం తగ్గించబడుతుంది.ఈ ప్రయోజనం కోసం, సాధ్యమైనంత సన్నని థర్మోఎలెక్ట్రోడ్‌లతో తయారు చేయబడిన థర్మోకపుల్‌లను ఉపయోగించడం ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.

థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు ప్లేట్ నుండి వెంటనే తొలగించబడవు, అయితే థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల యొక్క కనీసం 50 వ్యాసాలకు సమానమైన దూరంలో ఉన్న ప్లేట్తో థర్మల్ కాంటాక్ట్లో వాటిని ఉంచడం మంచిది.

ప్లేట్ మరియు థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల ఉపరితలం ఆక్సీకరణం చెందకపోతే, వాటిని ప్లేట్ ద్వారా మూసివేయవచ్చని గుర్తుంచుకోవాలి మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ శక్తిని కొలుస్తారు. మొదలైనవి v. థర్మోకపుల్ థర్మోకపుల్ జంక్షన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతకు కాకుండా ఉపరితలంతో థర్మోకపుల్ యొక్క సంపర్క స్థానం యొక్క ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

ఈ సందర్భంలో, ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేషన్ యొక్క పలుచని పొర, ఉదాహరణకు మైకా యొక్క సన్నని షీట్, థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు మరియు ప్లేట్ మధ్య ఉంచాలి. రేడియేషన్ మరియు ఉష్ణప్రసరణ ఉష్ణ బదిలీ కారణంగా నష్టాలను తగ్గించడానికి, జంక్షన్ మరియు థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ ప్రాంతం యొక్క మొత్తం ఉపరితలంపై థర్మల్ ఇన్సులేషన్ పొరతో కప్పడానికి కూడా సిఫార్సు చేయబడింది, ఉదాహరణకు ఒక వక్రీభవన పూత.

ఈ జాగ్రత్తలను గమనించడం ద్వారా, మెటల్ భాగాల ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత కొన్ని డిగ్రీల లోపల కొలవబడుతుందని నిర్ధారించడం సాధ్యపడుతుంది.

కొన్నిసార్లు ఇది మెటల్ ప్లేట్ యొక్క ఉపరితలంపై వెల్డింగ్ చేయబడిన థర్మోకపుల్ యొక్క కనెక్షన్ కాదు, కానీ దాని థర్మోకపుల్స్ ఒకదానికొకటి కొంత దూరంలో ఉంటాయి.

థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల వెల్డింగ్ యొక్క రెండు పాయింట్ల వద్ద ప్లేట్ల ఉష్ణోగ్రతల సమానత్వంపై విశ్వాసం ఉన్నట్లయితే మాత్రమే మెటల్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే ఈ పద్ధతి ఆమోదయోగ్యమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. లేకపోతే, థర్మోకపుల్ సర్క్యూట్‌లో పరాన్నజీవి థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పవర్ కనిపిస్తుంది. డి. ప్లేట్ పదార్థంతో థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ పదార్థాల నుండి అభివృద్ధి చేయబడింది.

క్రింద విల్లు, పాచ్ మరియు బయోనెట్ వంటి థర్మోకపుల్‌ల వివరణ ఉంది.నిశ్చల వస్తువుల ఉపరితలాల ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

విల్లుతో థర్మోకపుల్ (రిబ్బన్)

ముక్కు థర్మోకపుల్‌లో 300 మిమీ పొడవు, 10 - 15 మిమీ వెడల్పు, రెండు లోహాలు లేదా మిశ్రమాలతో (ఉదాహరణకు, క్రోమెల్ మరియు అల్యూమెల్) స్ట్రిప్ రూపంలో తయారు చేయబడిన సున్నితమైన మూలకం అమర్చబడి ఉంటుంది. నుదిటి మరియు 0.1 - 0.2 మిమీ మందంతో చుట్టబడింది...

మధ్యలో జాయింట్‌తో బ్యాండ్ యొక్క చివరలు విల్లు-ఆకారపు స్ప్రింగ్ హ్యాండిల్ చివర్లలో ఇన్సులేటర్‌లపై స్థిరంగా ఉంటాయి, తద్వారా బ్యాండ్ అన్ని సమయాల్లో గట్టిగా ఉంటుంది. దాని చివరల నుండి కొలిచే పరికరం (మిల్లీవోల్టమీటర్) యొక్క టెర్మినల్స్ వరకు టేప్ యొక్క రెండు భాగాలుగా ఒకే పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన వైర్లు ఉన్నాయి.

కుంభాకార ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి, బీమ్ థర్మోకపుల్ మధ్య భాగం నుండి ఆ ఉపరితలంపై ఒత్తిడి చేయబడుతుంది, తద్వారా ఉపరితలం టేప్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, కనీసం జంక్షన్‌కు ఇరువైపులా 30 మిమీ విభాగాలు ఉంటాయి.

పిగ్ థర్మోకపుల్

థర్మోకపుల్‌ను ఏర్పరిచే థర్మోఎలెక్ట్రోడ్‌లు రెడ్-కాపర్ డిస్క్ యొక్క రంధ్రాల ద్వారా కరిగించబడతాయి. నిర్మాణం యొక్క యాంత్రిక బలాన్ని నిర్ధారించడానికి, 2-3 మిమీ వ్యాసం కలిగిన థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు ఉపయోగించబడతాయి. డిస్క్ యొక్క దిగువ ఉపరితలం ("ప్యాచ్") థర్మోకపుల్ ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఉద్దేశించిన ఉపరితలంలోకి అచ్చు వేయబడుతుంది.

ప్యాచ్ థర్మోకపుల్ యొక్క థర్మోఎలెక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ పాచ్ యొక్క మెటల్ ద్వారా థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లను మూసివేసిన ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. మంచి టంకంలో, ప్యాచ్ లోపల ఉన్న థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ విభాగాల మొత్తం ఉపరితలంపై ఈ మూసివేత ఏర్పడుతుంది.కానీ అత్యల్ప నిరోధకత కలిగిన ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ ప్రధానంగా పాచ్ యొక్క ఎగువ ఉపరితల పొర ద్వారా ఏర్పడుతుంది మరియు ఈ పొర యొక్క ఉష్ణోగ్రత ప్రధానంగా థర్మోఎలెక్ట్రిక్ శక్తిని నిర్ణయిస్తుంది. మొదలైనవి v. థర్మోకపుల్స్.

ప్యాచ్ థర్మోకపుల్ యొక్క హీట్ బ్యాలెన్స్ సమీకరణాలు స్ట్రిప్ థర్మోకపుల్‌కు పైన చేసిన దానితో సమానంగా ఉంటాయి, వ్యత్యాసంతో పాటుగా ప్యాచ్ యొక్క బయటి ఉపరితలం నుండి ఉష్ణప్రసరణ మరియు రేడియేటివ్ ఉష్ణ బదిలీ ఫలితంగా వెదజల్లుతుంది. వాటి ఉష్ణ వాహకత కారణంగా థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ పాచెస్ ద్వారా పీల్చబడిన వెదజల్లబడిన ఉష్ణ ప్రవాహం యొక్క భాగాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ప్రాముఖ్యత.

కింది పరిస్థితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. ఉష్ణ వాహకత యొక్క గుణకం యొక్క విభిన్న విలువలతో థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు వేర్వేరు లోహాలు లేదా మిశ్రమాలతో తయారు చేయబడతాయి. అందువలన, ఉదాహరణకు, PP రకం యొక్క ప్లాటినం-రోడియం థర్మోకపుల్ థర్మోకపుల్ రెండవ థర్మోకపుల్ - ప్లాటినం యొక్క సగం ఉష్ణ వాహకత యొక్క గుణకం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల యొక్క వ్యాసాలు ఒకేలా ఉంటే, థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల యొక్క ఉష్ణ వాహకత గుణకాల విలువలలో వ్యత్యాసం థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లతో విద్యుత్ సంపర్క ప్రదేశాలలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఏర్పడటానికి దారి తీస్తుంది. ప్యాచ్, ఇది థర్మోకపుల్ సర్క్యూట్‌లో పరాన్నజీవి థర్మోఎలెక్ట్రిక్ శక్తి రూపానికి దారి తీస్తుంది. మొదలైనవి తో

పిన్ థర్మోకపుల్

ఈ రకమైన థర్మోకపుల్స్ ప్రాథమికంగా సాపేక్షంగా మృదువైన లోహాలు మరియు మిశ్రమాల ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు. బయోనెట్ థర్మోకపుల్ కోసం, తగినంత గట్టి మిశ్రమాలతో తయారు చేయబడిన థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లు, ఉదాహరణకు 3-5 మిమీ వ్యాసం కలిగిన క్రోమెల్ మరియు అల్యూమెల్ ఉపయోగించబడతాయి.

థర్మోకపుల్ థర్మోఎలెక్ట్రోడ్లలో ఒకటి తలపై స్థిరంగా స్థిరంగా ఉంటుంది, మరియు రెండవది దాని అక్షం మీద కదలగలదు, మరియు పని చేయని స్థితిలో, దాని ముగింపు మొదటి థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ ముగింపులో ఒక స్ప్రింగ్ ద్వారా లాగబడుతుంది. రెండు థర్మోఎలక్ట్రోడ్‌ల చివరలు సూచించబడతాయి.

థర్మోకపుల్‌ను గణనీయమైన పరిమాణంలో ఉన్న వస్తువు వద్దకు తీసుకువచ్చినప్పుడు, వస్తువు యొక్క ఉపరితలం మొదట కదిలే థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ యొక్క కొనను తాకుతుంది. తలపై అదనపు ఒత్తిడితో, థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ యొక్క కొన వస్తువు యొక్క ఉపరితలంతో కలిసే వరకు థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ దానిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. రెండు పాయింట్లు ఆబ్జెక్ట్ యొక్క ఉపరితలంపై ఉపరితల ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను పియర్స్ చేస్తాయి మరియు ఈ మెటల్ థర్మోకపుల్ యొక్క ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌ను మూసివేస్తుంది.

థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల చివరలను బాగా పదును పెట్టడంతో, థర్మోకపుల్ మృదువైన, సులభంగా కుట్టిన ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో నాన్-ఫెర్రస్ లోహాల ఉపరితలాల ఉష్ణోగ్రతలను కొలిచేందుకు నమ్మదగిన ఫలితాలను ఇస్తుంది.

మొద్దుబారిన చిట్కాలతో బయోనెట్ థర్మోకపుల్‌ను ఉపయోగించడం వలన వస్తువుతో రెండు థర్మోఎలెక్ట్రోడ్‌ల సంపర్క ఉపరితలాలు సాపేక్షంగా పెద్దవి అవుతాయి, దీని ఫలితంగా థర్మోకపుల్స్ చివరలు తాకే ప్రదేశాలలో వస్తువుల ఉపరితలాలు చల్లబడతాయి మరియు థర్మోకపుల్ స్పష్టంగా తక్కువ అంచనా వేయబడిన ఉష్ణోగ్రత రీడింగులను ఇస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇప్పటికే 20-30 సెకన్ల తర్వాత, వస్తువు యొక్క పరిసర ప్రాంతాల నుండి వచ్చే వేడి చల్లబడిన విభాగాన్ని మరియు దానితో థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల చివరలను వేడి చేస్తుంది.

అందువల్ల, పరిచయం సమయంలో మొద్దుబారిన చివరలతో ఉన్న బయోనెట్ థర్మోకపుల్ వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత యొక్క తక్కువ అంచనా వేయబడిన రీడింగులను ఇస్తుంది, ఆ తర్వాత, కొన్ని పదుల సెకన్లలో, దాని రీడింగ్‌లు పెరుగుతాయి, లక్షణం లేకుండా స్థిరమైన విలువను చేరుకుంటాయి.ఈ స్థిరమైన విలువ వస్తువు యొక్క ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత యొక్క వాస్తవ విలువ నుండి మరింత భిన్నంగా ఉంటుంది, వస్తువుతో థర్మోఎలెక్ట్రోడ్ల యొక్క మొద్దుబారిన చివరల యొక్క సంపర్క ఉపరితలం ఎక్కువ.

ఉపరితల థర్మోకపుల్స్ యొక్క అమరిక

ఉపరితల థర్మోకపుల్ యొక్క స్థిర ఉష్ణోగ్రత థర్మోకపుల్‌తో సంబంధం ఉన్న ఉపరితలం యొక్క కొలిచిన ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం దాని బాహ్య ఉపరితలం నుండి ఉష్ణ బదిలీ పరిస్థితులలో ఉపరితల థర్మోకపుల్ యొక్క క్రమాంకనం కారణంగా ఎక్కువగా లెక్కించబడుతుంది, ఇది ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులకు చేరుకుంటుంది.

ఈ స్థానం నుండి, థర్మోకపుల్ ఉపరితలాల అమరిక లక్షణం అదే థర్మోఎలెక్ట్రోడ్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన థర్మోకపుల్ యొక్క లక్షణం నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటుందని అనుసరిస్తుంది, అయితే అవి ఏకకాలంలో థర్మోస్టేట్ ప్రదేశంలో మునిగిపోయినప్పుడు, ఒక ఉదాహరణతో పోలిక పద్ధతి ద్వారా క్రమాంకనం చేయబడుతుంది.

అందువల్ల, ఉపరితల థర్మోకపుల్‌లను థర్మోస్టాట్‌లలో ఇమ్మర్షన్ చేయడం ద్వారా క్రమాంకనం చేయలేము (థర్మోకపుల్‌లను క్రమాంకనం చేయడానికి ద్రవ ప్రయోగశాల తాపన థర్మోస్టాట్లు). వాటికి వేరే కాలిబ్రేషన్ టెక్నిక్ వర్తింపజేయాలి.

సన్నని గోడల ద్రవ థర్మోస్టాట్ యొక్క బాహ్య మెటల్ ఉపరితలంపై అవసరమైన ఒత్తిడిని వర్తింపజేయడం ద్వారా ఉపరితల థర్మోకపుల్స్ క్రమాంకనం చేయబడతాయి. థర్మోస్టాట్ లోపల వేడిచేసిన ద్రవం బాగా కలపబడుతుంది మరియు దాని ఉష్ణోగ్రత కొంత నమూనా పరికరంతో కొలవబడుతుంది.

థర్మోస్టాట్ యొక్క బయటి ఉపరితలం థర్మల్ ఇన్సులేషన్ పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది. థర్మల్ ఇన్సులేషన్ బయటి ఉపరితలం యొక్క చిన్న ప్రాంతాన్ని మాత్రమే కవర్ చేయదు, ఇది థర్మోకపుల్ వర్తించే థర్మోస్టాట్ యొక్క ఎత్తులో దాదాపు సగం ఉంటుంది.

ఈ రూపకల్పనలో, ఉపరితల థర్మోకపుల్‌కు దిగువన ఉన్న థర్మోస్టాట్ యొక్క మెటల్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత, డిగ్రీలో కొన్ని పదవ వంతులకు మించని లోపంతో, థర్మోస్టాట్‌లోని ద్రవ ఉష్ణోగ్రతకు సమానంగా పరిగణించబడుతుంది.