থার্মোকল হল বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির সকল শাখায় তাপমাত্রা পরিমাপের একটি যন্ত্র। এই নিবন্ধটি ডিভাইসের নকশা এবং অপারেশন নীতির একটি ভাঙ্গন সহ থার্মোকলগুলির একটি সাধারণ ওভারভিউ প্রদান করে। থার্মোকলের বিভিন্ন ধরণের তাদের সংক্ষিপ্ত বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করা হয়েছে, এবং একটি পরিমাপক যন্ত্র হিসাবে থার্মোকলের একটি মূল্যায়ন দেওয়া হয়েছে।
বিষয়বস্তু
থার্মোকল ডিজাইন
একটি থার্মোকলের অপারেশন নীতি। Seebeck প্রভাব
থার্মোকলটি 1821 সালে জার্মান পদার্থবিদ টমাস সিবেক দ্বারা আবিষ্কৃত থার্মোইলেক্ট্রিক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে।
ঘটনাটি একটি নির্দিষ্ট পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসার সময় একটি বন্ধ বৈদ্যুতিক সার্কিটে বিদ্যুতের উত্থানের উপর ভিত্তি করে। বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন হয় যখন দুটি কন্ডাক্টরের (থার্মোইলেক্ট্রোড) মধ্যে বিভিন্ন কম্পোজিশনের (অতুলনীয় ধাতু বা খাদ) তাপমাত্রার পার্থক্য থাকে এবং তাদের যোগাযোগ (জাংশন) ঠিক রেখে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়। ডিভাইসটি সংযুক্ত সেকেন্ডারি ডিভাইসের স্ক্রিনে পরিমাপকৃত তাপমাত্রার মান প্রদর্শন করে।
আউটপুট ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রা একটি রৈখিক সম্পর্কের মধ্যে রয়েছে। এর মানে হল মাপা তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে থার্মোকলের মুক্ত প্রান্তে উচ্চ মিলিভোল্ট মান হয়।
তাপমাত্রা পরিমাপ বিন্দুতে জংশনকে "হট জংশন" বলা হয় এবং যে বিন্দুতে তারগুলি ট্রান্সমিটারের সাথে সংযুক্ত থাকে তাকে "ঠান্ডা জংশন" বলা হয়।
কোল্ড জংশন তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ (সিজেসি)
কোল্ড জংশন ক্ষতিপূরণ (CJC) হল একটি সংশোধন যা থার্মোকলের মুক্ত প্রান্তের সংযোগ বিন্দুতে তাপমাত্রা পরিমাপ করার সময় চূড়ান্ত পাঠের সংশোধনের আকারে করা হয়। এটি প্রকৃত ঠান্ডা জংশন তাপমাত্রা এবং 0°C-এ ঠান্ডা জংশন তাপমাত্রার জন্য ক্রমাঙ্কন চার্ট থেকে গণনাকৃত রিডিংয়ের মধ্যে পার্থক্যের কারণে।
CHS হল একটি ডিফারেনশিয়াল পদ্ধতি যেখানে পরম তাপমাত্রা রিডিং কোল্ড জংশন তাপমাত্রার পরিচিত মান (রেফারেন্স জংশনের অন্য নাম) থেকে প্রাপ্ত হয়।
থার্মোকল ডিজাইন
একটি থার্মোকলের নকশা বাহ্যিক পরিবেশের "আক্রমনাত্মকতা", পদার্থের সামগ্রিক অবস্থা, পরিমাপ করা তাপমাত্রার পরিসীমা এবং অন্যান্যগুলির মতো কারণগুলির প্রভাবকে বিবেচনা করে।
থার্মোকল ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য:
1) কন্ডাক্টর জোড়া পরস্পরের সাথে মোচড় দিয়ে বা আরও আর্ক ওয়েল্ডিং (কদাচিৎ সোল্ডারিং) দিয়ে স্ট্র্যান্ডিং করে সংযুক্ত থাকে।
গুরুত্বপূর্ণ: জংশন বৈশিষ্ট্যের দ্রুত ক্ষতির কারণে মোচড়ের পদ্ধতিটি সুপারিশ করা হয় না।
2) থার্মোকল ইলেক্ট্রোডগুলি অবশ্যই স্পর্শ বিন্দু ব্যতীত তাদের সমগ্র দৈর্ঘ্য বরাবর বৈদ্যুতিকভাবে উত্তাপিত হতে হবে।
3) বিচ্ছিন্নতার পদ্ধতিটি উপরের তাপমাত্রার সীমা বিবেচনা করে বেছে নেওয়া হয়।
- 100-120 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত - যে কোনও নিরোধক;
- 1300°C পর্যন্ত - চীনামাটির বাসন টিউব বা পুঁতি;
- 1950°C পর্যন্ত - আল2ও3;
- 2000°С এর উপরে - MgO, BeO, ThO থেকে টিউব2ThO, ZrO2.
4) প্রতিরক্ষামূলক আবরণ.
ভাল তাপ পরিবাহিতা (ধাতু, সিরামিক) সহ উপাদান অবশ্যই তাপ এবং রাসায়নিকভাবে প্রতিরোধী হতে হবে। একটি খাপ ব্যবহার করে নির্দিষ্ট মিডিয়াতে ক্ষয় রোধ করে।
এক্সটেনশন (সম্প্রসারণ) তারের
থার্মোকলের প্রান্তগুলিকে সেকেন্ডারি ডিভাইস বা বাধা পর্যন্ত প্রসারিত করতে এই ধরনের তারের প্রয়োজন হয়। থার্মোকলের একটি ইউনিফাইড আউটপুট সংকেত সহ একটি অন্তর্নির্মিত ট্রান্সমিটার থাকলে তারগুলি ব্যবহার করা হয় না। সর্বাধিক বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন হল একটি ইউনিফাইড 4-20mA সংকেত, তথাকথিত "ট্যাবলেট" সহ একটি স্ট্যান্ডার্ড সেন্সর টার্মিনাল হেডে স্থাপিত স্বাভাবিককরণ ট্রান্সডুসার।
তারের উপাদানটি থার্মোইলেকট্রোডের উপাদানের সাথে মিলে যেতে পারে, তবে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে এটি একটি সস্তা দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়, পরজীবী (প্ররোচিত) থার্মো-ইলেকট্রোড গঠনে বাধা দেয় এমন শর্তগুলি বিবেচনা করে। প্রসারিত তারের ব্যবহার উত্পাদন অপ্টিমাইজ করতে সাহায্য করে।
কৌশল! ক্ষতিপূরণ তারের পোলারিটি এবং থার্মোকলের সাথে তাদের সংযোগ সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে, এমএম মেমোনিক নিয়মটি মনে রাখবেন - বিয়োগটি চৌম্বকীয়। অর্থাৎ, যে কোনো চুম্বক নিন এবং ক্ষতিপূরণের বিয়োগ হবে চৌম্বকীয়, প্লাসের বিপরীতে।
থার্মোকলের প্রকার ও প্রকার
থার্মোকলের বৈচিত্র্য ব্যবহৃত ধাতব ধাতুর বিভিন্ন সংমিশ্রণের কারণে। থার্মোকল নির্বাচন শিল্প এবং প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা পরিসীমা উপর ভিত্তি করে।
ক্রোমেল-অ্যালুমেল থার্মোকল (TXA)
পজিটিভ ইলেক্ট্রোড: ক্রোমেল অ্যালয় (90% Ni, 10% Cr)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: অ্যালুমেল খাদ (95% Ni, 2% Mn, 2% Al, 1% Si)।
অন্তরক উপাদান: চীনামাটির বাসন, কোয়ার্টজ, ধাতব অক্সাইড ইত্যাদি।
তাপমাত্রা পরিসীমা -200 ° C থেকে 1300 ° C স্বল্পমেয়াদী এবং 1100 ° C দীর্ঘমেয়াদী গরম।
অপারেটিং পরিবেশ: জড়, অক্সিডাইজিং (ও2=2-3% বা সম্পূর্ণভাবে বাদ), শুকনো হাইড্রোজেন, স্বল্পমেয়াদী ভ্যাকুয়াম। একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণ উপস্থিতিতে একটি হ্রাস বা redox বায়ুমণ্ডলে.
অসুবিধা: বিকৃত করা সহজ, তাপীয় EMF এর বিপরীতমুখী অস্থিরতা।
বায়ুমণ্ডলে সালফারের চিহ্ন এবং দুর্বলভাবে অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে ("সবুজ কাদামাটি") ক্রোমেলের উপস্থিতিতে অ্যালুমেলের ক্ষয় এবং ক্ষয় হওয়ার সম্ভাব্য ঘটনা।
ক্রোমেল-কপার থার্মোকল (টিসিসি)
পজিটিভ ইলেক্ট্রোড: ক্রোমেল অ্যালয় (90% Ni, 10% Cr)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: কপেল অ্যালয় (54.5% Cu, 43% Ni, 2% Fe, 0.5% Mn)।
তাপমাত্রা পরিসীমা -253°C থেকে 800°C দীর্ঘমেয়াদী এবং 1100°C স্বল্পমেয়াদী গরম।
অপারেটিং পরিবেশ: জড় এবং অক্সিডাইজিং, স্বল্পমেয়াদী ভ্যাকুয়াম।
অসুবিধা: থার্মোকলের বিকৃতি।
সম্ভবত একটি দীর্ঘ ভ্যাকুয়ামে ক্রোমিয়ামের বাষ্পীভবন; সালফার, ক্রোমিয়াম, ফ্লোরিন ধারণকারী বায়ুমণ্ডলের সাথে প্রতিক্রিয়া।
আয়রন-কনস্ট্যান্টান থার্মোকল (পিসিটি)।
ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড: প্রযুক্তিগতভাবে বিশুদ্ধ লোহা (হালকা ইস্পাত)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: ধ্রুবক খাদ (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn)।
হ্রাস, জড় মিডিয়া এবং ভ্যাকুয়াম পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। তাপমাত্রা -203 ° C থেকে 750 ° C দীর্ঘ এবং 1100 ° C স্বল্পমেয়াদী গরম।
অ্যাপ্লিকেশনটি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক তাপমাত্রার যৌথ পরিমাপের উপর ভাঁজ করা হয়। এটি শুধুমাত্র নেতিবাচক তাপমাত্রার জন্য ব্যবহার করা সুবিধাজনক নয়।
অসুবিধা: থার্মোকলের বিকৃতি, কম জারা প্রতিরোধের।
লোহার ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন প্রায় 700 °С এবং 900 °С। ক্ষয় গঠনের সাথে সালফার এবং জলীয় বাষ্পের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে।
টংস্টেন-রেনিয়াম থার্মোকল (টিভিআর)
পজিটিভ ইলেক্ট্রোড: অ্যালয় BP5 (95% W, 5% Rh)/BP5 (BP5 সিলিকা এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যাডিটিভ সহ)/BP10 (90% W, 10% Rh)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: সংকর ধাতু BP20 (80% W, 20% Rh)।
অন্তরণ: রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ ধাতব অক্সাইডের সিরামিক।
বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক শক্তি, তাপমাত্রা প্রতিরোধ, দূষণের প্রতি কম সংবেদনশীলতা এবং বানোয়াট সহজতর।
1800 ° C থেকে 3000 ° C পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিমাপ করা, নিম্ন সীমা - 1300 ° C। পরিমাপ একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস, শুষ্ক হাইড্রোজেন বা ভ্যাকুয়াম পরিবেশে নেওয়া হয়। শুধুমাত্র দ্রুত প্রবাহিত প্রক্রিয়ায় পরিমাপের জন্য অক্সিডাইজিং মিডিয়াতে।
অসুবিধাগুলি: তাপীয় ইএমএফের দুর্বল প্রজননযোগ্যতা, বিকিরণের সময় এর অস্থিরতা, তাপমাত্রা পরিসরে অস্থির সংবেদনশীলতা।
টংস্টেন-মলিবডেনাম (টিএম) থার্মোকল
ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড: টাংস্টেন (প্রযুক্তিগতভাবে বিশুদ্ধ)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: মলিবডেনাম (প্রযুক্তিগতভাবে বিশুদ্ধ)।
অন্তরণ: অ্যালুমিনা সিরামিক, কোয়ার্টজ টিপস সহ সুরক্ষা।
জড়, হাইড্রোজেন বা ভ্যাকুয়াম পরিবেশ। অক্সিডাইজিং পরিবেশে স্বল্পমেয়াদী পরিমাপ ইনসুলেশনের উপস্থিতিতে সম্ভব। পরিমাপ করা তাপমাত্রার পরিসীমা হল 1400-1800 ° C, সীমা অপারেটিং তাপমাত্রা প্রায় 2400 ° C।
অসুবিধা: দুর্বল প্রজননযোগ্যতা এবং থার্মো-ইডিসি-এর সংবেদনশীলতা, পোলারিটি ইনভার্সন, উচ্চ তাপমাত্রায় ক্ষত।
থার্মোকল প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম (টিপিপি)
পজিটিভ ইলেক্ট্রোড: প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম (10% বা 13% Rh সহ Pt)।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: প্ল্যাটিনাম।
অন্তরণ: কোয়ার্টজ, চীনামাটির বাসন (নিয়মিত এবং অবাধ্য)। 1400 °С পর্যন্ত - আল এর উচ্চ সামগ্রী সহ সিরামিক2ও3O, 1400 °С এর উপরে - রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ আল2ও3.
একটি দীর্ঘ সময়ের জন্য সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা 1400 ° সে, অল্প সময়ের জন্য 1600 ° সে. নিম্ন তাপমাত্রায় পরিমাপ সাধারণত সঞ্চালিত হয় না।
অপারেটিং পরিবেশ: অক্সিডাইজিং এবং জড়, সুরক্ষার উপস্থিতিতে পরিবেশ হ্রাস করা।
অসুবিধা: উচ্চ খরচ, বিকিরণের অধীনে অস্থিরতা, দূষণের উচ্চ সংবেদনশীলতা (বিশেষ করে প্ল্যাটিনাম ইলেক্ট্রোড), উচ্চ তাপমাত্রায় ধাতব শস্য বৃদ্ধি।
প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম থার্মোকল (PRT)
পজিটিভ ইলেক্ট্রোড: 30% Rh সহ Pt খাদ।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড: 6% Rh সহ Pt খাদ।
মাঝারি: অক্সিডাইজিং, নিরপেক্ষ এবং ভ্যাকুয়াম। সুরক্ষা উপস্থিতিতে হ্রাস এবং ধাতু বা অ-ধাতু বাষ্প-ধারণকারী পরিবেশে ব্যবহার করুন।
সর্বাধিক কাজের তাপমাত্রা: 1600 ডিগ্রি সেলসিয়াস দীর্ঘমেয়াদী, 1800 ডিগ্রি সেলসিয়াস স্বল্পমেয়াদী।
নিরোধক: আল দিয়ে তৈরি সিরামিক2ও3 অতি বিশুদ্ধ.
প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম থার্মোকলের তুলনায় রাসায়নিক দূষণ এবং শস্য বৃদ্ধির জন্য কম সংবেদনশীল।
থার্মোকল সংযোগ চিত্র
- পটেনটিওমিটার বা গ্যালভানোমিটারের সংযোগ সরাসরি কন্ডাক্টরের সাথে।
- ক্ষতিপূরণ তারের সাথে সংযোগ;
- একটি ইউনিফাইড আউটপুট থাকার একটি থার্মোকলের সাথে প্রচলিত তামার তারের সংযোগ।
থার্মোকল কন্ডাক্টর কালার স্ট্যান্ডার্ড
কালার-কোডেড কন্ডাক্টর ইনসুলেশন টার্মিনালের সাথে সঠিক সংযোগের জন্য একে অপরের থেকে থার্মোকল ইলেক্ট্রোডকে আলাদা করতে সাহায্য করে। মান দেশ অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়; কন্ডাক্টরের জন্য কোন নির্দিষ্ট রঙের উপাধি নেই।
গুরুত্বপূর্ণ: ত্রুটি প্রতিরোধ করার জন্য কারখানায় ব্যবহৃত মান খুঁজে বের করা প্রয়োজন।
পরিমাপের নির্ভুলতা
নির্ভুলতা থার্মোকলের ধরন, তাপমাত্রা পরিমাপ করা, উপাদানের বিশুদ্ধতা, বৈদ্যুতিক শব্দ, ক্ষয়, জংশন বৈশিষ্ট্য এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।
থার্মোকলগুলিকে একটি সহনশীলতা শ্রেণী (মান বা বিশেষ) বরাদ্দ করা হয় যা পরিমাপের আত্মবিশ্বাসের ব্যবধান স্থাপন করে।
গুরুত্বপূর্ণ: অপারেশনের সময় উত্পাদনের সময় বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন হয়।
পরিমাপের গতি
প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রাথমিক ট্রান্সডুসারের তাপমাত্রার লাফের দ্রুত প্রতিক্রিয়া এবং পরিমাপ যন্ত্র থেকে ইনপুট সংকেতগুলির পরবর্তী প্রবাহের ক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়।
প্রতিক্রিয়াশীলতা বাড়ায় এমন কারণগুলি:
- প্রাথমিক ট্রান্সডুসারের দৈর্ঘ্যের সঠিক ইনস্টলেশন এবং গণনা;
- একটি প্রতিরক্ষামূলক থার্মওয়েল সহ একটি ট্রান্সমিটার ব্যবহার করার সময়, থার্মওয়েলের একটি ছোট ব্যাস নির্বাচন করে সমাবেশের ভর কমিয়ে দিন;
- প্রাথমিক ট্রান্সডুসার এবং থার্মওয়েলের মধ্যে বাতাসের ব্যবধান কমিয়ে দিন;
- একটি স্প্রিং লোড করা প্রাথমিক ট্রান্সডুসার ব্যবহার করা এবং তাপীয় পরিবাহী ফিলার দিয়ে থার্মওয়েলের গহ্বরগুলি পূরণ করা;
- দ্রুত চলমান মিডিয়া বা উচ্চ ঘনত্ব (তরল) সহ মিডিয়া।
থার্মোকলের কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করা হচ্ছে
অপারেশন যাচাই করতে, একটি বিশেষ পরিমাপ যন্ত্র (পরীক্ষক, গ্যালভানোমিটার বা পটেনটিওমিটার) সংযুক্ত করুন বা একটি মিলিভোল্টমিটার দিয়ে আউটপুট ভোল্টেজ পরিমাপ করুন। তীর বা ডিজিটাল সূচক ওঠানামা করলে, থার্মোকলটি ভাল, অন্যথায় ডিভাইসটি প্রতিস্থাপন করতে হবে।
থার্মোকল ব্যর্থতার কারণ:
- একটি প্রতিরক্ষামূলক শিল্ডিং ডিভাইস ব্যবহার করতে ব্যর্থতা;
- ইলেক্ট্রোডের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করা;
- অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়া উচ্চ তাপমাত্রায় ঘটছে;
- পরিমাপ যন্ত্রের ভাঙ্গন, ইত্যাদি
থার্মোকল ব্যবহারের সুবিধা এবং অসুবিধা
এই ডিভাইসটি ব্যবহার করার সুবিধাগুলি বলা যেতে পারে:
- পরিমাপের বড় তাপমাত্রা পরিসীমা;
- উচ্চ নির্ভুলতা;
- সরলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা।
অসুবিধাগুলি অন্তর্ভুক্ত করা উচিত:
- ঠান্ডা জংশনের ক্রমাগত নিয়ন্ত্রণের বাস্তবায়ন, নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জামের যাচাইকরণ এবং ক্রমাঙ্কন;
- ডিভাইস তৈরির সময় ধাতুগুলির কাঠামোগত পরিবর্তন;
- বায়ুমণ্ডলীয় রচনার উপর নির্ভরতা, সিলিং খরচ;
- ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের সংস্পর্শে আসার কারণে পরিমাপের ত্রুটি।
