வெப்ப இணை

வெப்ப இணை அல்லது வெப்பமின் இரட்டை (thermocoulpe) என்பது "வெப்பமின் வெப்பமானி" (thermoelectrical thermometer) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு மின் சந்தியை உருவாக்கும் இரண்டு வேறுபட்ட மின்கடத்திகளைக் கொண்ட ஒரு மின் கருவி ஆகும். ஒரு வெப்ப இணை சீபெக்கு விளைவின் காரணமாக வெப்பநிலை சார்ந்த மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் இந்த மின்னழுத்தம் மூலம் வெப்பநிலை அளவிடப்படுகிறது. வெப்பவிணைகள் வெப்பநிலை உணரிகளாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.^[1]

மலிவானவையும்,^[2] ஒன்றுக்கொன்று மாறக்கூடியவையுமான வணிக வெப்பவிணைகள், வழமையான மின்னிணைப்பான்களுடன் விற்பனை செய்யப்படுகின்றன, இவற்றின்மூலம் பரந்த அளவிலான வெப்பநிலையை அளவிட முடியும். ஏனைய பெரும்பாலான வெப்பநிலை அளவீட்டு முறைகளுக்கு மாறாக, வெப்பவிணைகள் வெளிப்புறத் தூண்டுதல் இன்றி சுயமாக இயங்கக்கூடியவை. இவற்றின் முக்கிய வரம்பு துல்லியம் ஆகும்; ஒரு பாகை செல்சியசிற்கும் (°C) குறைவான பிழைகளை அடையக் கடினமாக இருக்கும்.^[3]

வெப்பவிணைகள் அறிவியல், தொழிற்றுறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவற்றில் உலைகளுக்கான வெப்பநிலை அளவீடு, எரிவாயு விசையாழி வெளியேற்றம், டீசல் பொறிகள் மற்றும் பிற தொழிற்துறை செயல்முறைகள் அடங்கும். வெப்பவிணைகள் வீடுகள், அலுவலகங்கள் மற்றும் வணிக நிறுவனங்களில் வெப்பநிலைக்காப்பிகளில் வெப்பநிலை உணரிகளாகவும், எரிவாயு மூலம் இயங்கும் கருவிகளுக்கான பாதுகாப்புக் கருவிகளில் சுடர் உணரிகளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

செயல்படும் தத்துவம்

ஒரு சாதாரண வெப்பவிணை அளவீட்டுக் கட்டமைப்பில் K-வகை வெப்பவிணை (குரோமெல்–அலுமெல்). வெப்பநிலை

\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }

தெரியுமிடத்து, அளக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம்

\scriptstyle V

வெப்பநிலை

\scriptstyle T_{\mathrm {sense} }

ஐ கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

1821 ஆம் ஆண்டில், செருமானிய இயற்பியலாளர் தாமசு யொகான் சீபெக்கு, இரண்டு வேறுபட்ட உலோகங்களால் ஆன சுற்றுக்கு அருகில் வைக்கப்பட்டிருந்த ஒரு காந்த ஊசி வேறுபட்ட உலோகச் சந்திப்புகளில் ஒன்றை சூடாக்கும்போது திசைதிருப்பப்பட்டதைக் கண்டுபிடித்தார். அந்த நேரத்தில், சீபெக் இந்த விளைவை வெப்பக் காந்தவியல் என்று இவ்விளைவைக் குறிப்பிட்டார். அவர் கவனித்த காந்தப்புலம் பின்னர் வெப்ப-மின் மின்னோட்டம் காரணமாகக் காட்டப்பட்டது. நடைமுறைப் பயன்பாட்டில், இரண்டு வெவ்வேறு வகையான கம்பிகளின் ஒரு சந்திப்பில் உருவாக்கப்படும் மின்னழுத்தம் மிகவும் அதிக மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலையில் வெப்பநிலையை அளவிடப் பயன்படும் என்பதால் இவ்விளைவு ஆர்வத்தைத் தூண்டியது. மின்னழுத்தத்தின் அளவு பயன்படுத்தப்படும் கம்பி வகைகளைப் பொறுத்தது. பொதுவாக, மின்னழுத்தம் மைக்ரோவோல்ட் வரம்பில் உள்ளது, இதனால் பயன்படுத்தக்கூடிய அளவீட்டைப் பெற இவ்விளைவைக் கவனமாகப் பயன்படுத்த வேண்டும். மின்னோட்டம் மிகக் குறைவாக இருந்தாலும், ஒரு வெப்பவிணை சந்திப்பின் மூலம் மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியும். வெப்பமின்னடுக்கு போன்ற பல வெப்பவிணைகளைப் பயன்படுத்தி மின் உற்பத்தி செய்வது பரவலான பயன்பாட்டில் உள்ளது.

வெப்பவிணைப் பயன்பாட்டிற்கான நிலையான கட்டமைப்பு படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. சுருக்கமாக, விரும்பிய வெப்பநிலை Tsense மூன்று உள்ளீடுகளைப் பயன்படுத்தி பெறப்படுகிறது-வெப்பவிணையின் சிறப்புச் சார்பு E(T), அளவிடப்பட்ட மின்னழுத்தம் V மற்றும் குறிப்பு சந்திகளின் வெப்பநிலை Tref. E(Tsense) = V + E(Tref) சமன்பாட்டின் தீர்வு Tsense ஐ அளிக்கிறது.

சீபெக்கு விளைவு

சீபெக்கு விளைவு என்பது மின்சாரத்தைக் கடத்தும் பொருளின் இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையில் வெப்பநிலையில் வேறுபாடு இருக்கும்போது மின்னியக்கு விசை உருவாகுவதைக் குறிக்கிறது. உள் மின்னோட்ட ஓட்டம் இல்லாத திறந்த-சுற்று நிலைமைகளின் கீழ், மின்னழுத்தத்தின் சாய்வு ( $\scriptstyle {\boldsymbol {\nabla }}V$ ) வெப்பநிலையின் சாய்வுக்கு ( $\scriptstyle {\boldsymbol {\nabla }}T$ ) நேர்விகிதமாக இருக்கும்:

{\boldsymbol {\nabla }}V=-S(T){\boldsymbol {\nabla }}T,

இங்கு $S(T)$ - சீபெக் குணகம், இது வெப்பநிலை சார்ந்த பொருட்பண்பு ஆகும்.

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள நிலையான அளவீட்டு கட்டமைப்பு நான்கு வெப்பநிலைப் பகுதிகளைக் காட்டுகிறது, இதன் மூலம் ஏற்படும் நான்கு மின்னழுத்தங்கள் வருமாறு:

கீழ் செப்புக் கம்பியில்: $\scriptstyle T_{\mathrm {meter} }$ இலிருந்து $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ வரை.
அலுமெல் கம்பியில்: $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ இலிருந்து $\scriptstyle T_{\mathrm {sense} }$ வரை.
குரோமெல் கம்பியில்: $\scriptstyle T_{\mathrm {sense} }$ இலிருந்து $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ வரை.
மேல் செப்புக் கம்பியில்: $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ இலிருந்து $\scriptstyle T_{\mathrm {meter} }$ வரை.

முதலாவது நான்காவது பங்களிப்புப் பகுதிகளில் ஒரே பொருளும், ஒரே வெப்பநிலை மாற்றமும் உள்ளதால், இவையிரண்டும் இல்லாமல் செய்யப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, $\scriptstyle T_{\mathrm {meter} }$ அளவிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை பாதிக்காது. இரண்டாவது, மூன்றாவது பங்களிப்புகளில், வெவ்வேறு பொருட்கள் (அலுமெல், குரேமெல்) உள்ளதால், இவை இரத்துச் செய்யப்பட மாட்டா.

கணிக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம்,

V=\int _{T_{\mathrm {ref} }}^{T_{\mathrm {sense} }}\left(S_{+}(T)-S_{-}(T)\right)\,dT,

இங்கு, $\scriptstyle S_{+}$ , $\scriptstyle S_{-}$ ஆகியவை முறையே மின்னழுத்தமானியின் நேர் மற்றும் எதிர் முனையங்களுடன் இணைக்கப்பட்ட கடத்திகளின் (குரோமெல் மற்றும் அலுமெல்) சீபெக்கு குணகங்களாகும்.

குறிப்புச் சந்தி

புளூக் CNX t3000 வெப்பநிலைமானிக்குள் உள்ள ஒரு குறிப்புச் சந்தித் தொகுதி. சந்திகளின் வெப்பநிலையை அளவிட இரண்டு வெள்ளைக் கம்பிகள் ஒரு வெப்பமாறுமின்தடையுடன் (வெள்ளை வெப்பக் கலவையில் பதிக்கப்பட்டவை) இணைக்கப்படுகின்றன.

$\scriptstyle T_{\mathrm {sense} }$ இன் விரும்பிய அளவீட்டைப் பெற, $\scriptstyle V$ ஐ மட்டும் அளவிடுவது போதாது. $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ குறிப்புச் சந்திகளில் (reference junctions) வெப்பநிலை ஏற்கனவே தெரிந்திருக்க வேண்டும். இரண்டு உத்திகள் பெரும்பாலும் இங்கே பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

"பனிக்கட்டிக் குளியல்" (Ice bath) முறை: குறிப்பு சந்தித் தொகுதி வளிமண்டல அழுத்தத்தில் காய்ச்சி வடிகட்டிய நீரின் அரைநிலையில் உறைந்த குளியலில் மூழ்க வைக்கப்படுகிறது. உருகுநிலை நிலை மாற்றத்தின் துல்லியமான வெப்பநிலையானது இயற்கையான வெப்பநிலைக்காப்பியாகச் செயல்பட்டு, $\scriptstyle T_{\mathrm {ref} }$ ஐ 0 °C ஆக நிர்ணயிக்கிறது.
குறிப்பு சந்தி உணரி ("குளிர்ச் சந்தி இழப்பீடு" என அறியப்படுகிறது): குறிப்பு சந்தித் தொகுதி வெப்பநிலையில் மாறுபட அனுமதிக்கப்படுகிறது, ஆனால் வெப்பநிலை இந்தத் தொகுதியில் வேறு தனியான உணரியைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது. இந்த இரண்டாம் நிலை அளவீடு சந்தித் தொகுதியில் வெப்பநிலை மாறுபாட்டை ஈடுசெய்யப் பயன்படுகிறது. வெப்பவிணை சந்தி பெரும்பாலும் மீக்கடு சுற்றுச்சூழல்களுக்கு வெளிப்படும், அதே வேளை, குறிப்பு சந்தி பெரும்பாலும் கருவியின் இருப்பிடத்திற்கு அருகில் பொருத்தப்படும். குறைகடத்தி வெப்பமானிகள் பெரும்பாலும் நவீன வெப்பவிணைக் கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இரண்டு உத்திகளிலும், $\scriptstyle V+E(T_{\mathrm {ref} })$ இன் பெறுமதி கணிக்கப்படுகிறது, பின்னர் $\scriptstyle E(T)$ சார்பு பொருந்தக் கூடிய ஒரு பெறுமதியைத் தேடும். இப்பொருத்தம் நிகழும் சார்பின்மாறி $\scriptstyle T_{\mathrm {sense} }$ ஆகும்:

E(T_{\mathrm {sense} })=V+E(T_{\mathrm {ref} })

.

வகைகள்

உலோகக் கலப்புகளின் சில சேர்க்கைகள் தொழிற்துறைத் தரங்களாக பிரபலமாகியுள்ளன. இக்கலவையின் தேர்வு செலவு, கிடைக்கும் தன்மை, வசதி, உருகுநிலை, வேதிப் பண்புகள், நிலைத்தன்மை மற்றும் வெளியீடு ஆகியவற்றால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது. வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு வெவ்வேறு வகைகள் மிகவும் பொருத்தமானவை. அவை பொதுவாக வெப்பநிலை வரம்பு மற்றும் தேவையான உணர்திறன் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. குறைந்த உணர்திறன் கொண்ட வெப்ப இணைகள் (பி, ஆர், எஸ் வகைகள்) அதற்கேற்ப குறைந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. மற்ற தேர்வு அளவுகோல்களில் வெப்ப இணைப் பொருளின் வேதியியல் செயலற்ற தன்மை மற்றும் அது காந்தத்தன்மை கொண்டதா இல்லையா என்பதும் அடங்கும். சாதாரண வெப்ப இணை வகைகள் நேர் மின்முனையுடன் கூடியவை முதலிலும் ( $T_{\text{sense}}>T_{\text{ref}}$ ), அதைத் தொடர்ந்து எதிர் மின்முனையுடனும் கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

நிக்கல்-கப்புலோக வெப்ப இணைகள்

இடைநிலை வெப்பநிலையை அடையும் நிக்கல்-கலப்புலோக வெப்பவிணை வகைகள் E, J, K, M, N, T ஆகியவற்றின் சிறப்பியல்பு செயல்பாடுகள். மேலும் உயர்-உலோக கலப்பு வகை P மற்றும் தூய உயர் உலோக கலப்புகளான தங்கம்-பிளாட்டினம், பிளாட்டினம்-பல்லாடியம் ஆகியவையும் காட்டப்பட்டுள்ளன.

ஈ-வகை

ஈ-வகை (E-type) (குரோமெல்–கான்ஸ்டான்டன்) என்பது அதிக வெளியீட்டுத்திறனைக் (68 µV/°C) கொண்டிருப்பதால், இது கடுங்குளிரியல் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் ஏற்றதாக உள்ளது. அத்துடன், இது காந்தத்தன்மை அற்றது.

பரந்த வரம்பு −270 °C முதல் +740 °C
குறுகிய வரம்பு −110 °C முதல் +140 °C

ஜே-வகை

ஜே-வகை (J-type) (இரும்பு–கான்ஸ்டான்டன்) என்பது கே-வகையை விடக் கட்டுப்பாடான வரம்பையும் (−40 °C to +750 °C), அதேவேளை அதிக உணர்திறனையும் (50 µV/°C) கொண்டுள்ளது.^[2] இரும்பின் கியூரி வெப்பநிலை (770 °C)^[4] அதனுடைய பண்புகளில் ஒரு சீரான மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது, இதுவே உயர் வெப்பநிலை வரம்பைத் தீர்மானிக்கிறது. ஐரோப்பிய/செருமானிய எல்-வகை என்பது ஜே-வகையின் மாற்றீடாகும்.^[5]

கே-வகை

கே-வகை வெப்ப இணை

கே-வகை (Type K) (குரோமெல்–அலுமெல்) என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வெப்ப இணை. இதன் உணர்திறன் ஏறத்தாழ 41 µV/°C ஆகும்.^[6] இது மலிவானதும், −200 °C முதல் +1350 °C (−330 °F முதல் +2460 °F) வரம்பில் பல வகைகளில் கிடைக்கக்கூடியதாகும். இவ்வகை தற்போது இருப்பது போன்று உலோகவியல் அதிகம் முன்னேறாத காலகட்டத்தில் பரிந்துரைக்கப்பட்டதாகும், இதனால் வெவ்வேறு மாதிரிகளில் இவற்றின் குணநலன்கள் மாறக்கூடும். இவற்றில் அடங்கியுள்ள உலோகங்களில் ஒன்றான நிக்கல் காந்தத்தன்மை கொண்டது, காந்தத்தன்மை கொண்ட பொருட்களினால், வெப்ப இணை உருவாக்கப்படும்போது, அவற்றின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தில் கியூரி வெப்பநிலையில் (கே-வகைகளுக்கு 354 °C) திடீரென்று ஒரு வேறுபாட்டைத் தருகிறது.

எம்-வகை

எம்-வகை (Type M, 82%Ni/18%Mo–99.2%Ni/0.8%Co, எடையின் அடிப்படையில்) வெற்றிட உலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உச்ச வெப்பநிலை 1400°C வரை வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. M வகைகள் மற்ற வகைகளை விடக் குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

என்-வகை

என்-வகை (Type N, (நிக்ரோசில்–நிசில்) வெப்ப இணைகள் உயர்வெப்பநிலைகளுக்கு மிகவும் ஏற்றவையாக உள்ளன. 1200 °C ஐ விட அதிகமான வெப்பநிலைகளில் இவற்றின் நிலைப்புத்தன்மையும் உயர் வெப்பநிலை ஆக்சிசனேற்றத்தைத் தாக்குப்பிடிக்கும் தன்மையும் இதனை உயர் வெப்பநிலைகளுக்கு உகந்ததாக்குகிறது. இதன் உணர்திறன் 900 °C இல் ஏறத்தாழ 39 µV/°C ஆகும். இந்த உணர்திறன் K வகையை விட சற்றுக்குறைவானது. ஒரு மேம்பட்ட கே-வகையாக வடிவமைக்கப்படும் இது அதிக பிரபலத்தை அடைந்து வருகிறது.

N-வகைகள் குறைந்த ஆக்சிசன் நிலைமைகளுக்கு K-வகைக்கு மாற்றாக இருக்கும், ஏனெனில் K-வகைகள் பச்சையழுகல் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. N-வகைகள் வெற்றிடம், வினையுறா வளிமண்டலங்கள், ஆக்சிசனேற்ற வளிமண்டலங்கள் அல்லது உலர் குறைக்கும் வளிமண்டலங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றது. கந்தகத்தின் இருப்பை இவை பொறுத்துக்கொள்ளாது.^[7]

டி-வகை

டி-வகை (Type T, செப்பு–கொன்சுதாந்தன்) வெப்ப இணைகள் −200°C முதல் 350°C வரம்புக்குள் அளவீடுகள் செய்ய ஏற்றவை. இது பெரும்பாலும் வேறுபாடு அறியும் அளவீடுகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் செப்புக் கம்பி மட்டுமே சோதனை முனைகளைத் தொடும். இரண்டு கடத்திகளுமே காந்தத்தன்மை அற்றவை ஆதலால், கியூரி வெப்பநிலை என்று எதுவும் இல்லை, எனவே பண்புகளில் சடுதியான மாற்றங்கள் ஏதும் ஏற்படாது. இவ்வகை வெப்ப இணைகளின் உணர்திறன் ~43µV/°C. பொதுவாக வெப்பவிணைத் தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் உலோகக்கலவைகளை விட செப்பு அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இவ்வக வெப்ப இணைகளை வெப்பமாக நிலைநிறுத்தும் போது கூடுதல் கவனம் செலுத்த வேண்டியது அவசியம்.^[5]

பிளாட்டினம்/உரோடியம்-கலப்பு வெப்ப இணைகள்

Pt/Rh, W/Re, Pt/Mo, Ir/Rh போன்ற உயர்-வெப்பநிலை வெப்ப இணை வகைகளுக்கான சிறப்பியல்பு செயல்பாடுகள். Pt–Pd தூய உலோக வெப்ப இணையும் காட்டப்பட்டுள்ளது.

B, R, S-வகை வெப்ப இணைகள் பிளாட்டினம் அல்லது ஒரு பிளாட்டினம்/உரோடியம் உலோகக்கலவையை ஒவ்வொரு கடத்திக்கும் பயன்படுத்துகின்றன. இவையே மிகவும் நிலைப்புத்தன்மை வாய்ந்த வெப்ப இணைகளாக உள்ளன. ஆனால் இவை பிற வகைகளை விடக் குறைவான உணர்திறனைக் (தோராயமாக 10 μV/°C) கொண்டுள்ளன. B, R, S வகை வெப்ப இணைகள் பொதுவாக அதிக விலை, குறைந்த உணர்திறன் போன்ற காரணங்களுக்காக உயர் வெப்பநிலை அளவீடுகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. R, S வகை வெப்ப இணைகளுக்கு, HTX பிளாட்டினம் கம்பியை தூய பிளாட்டினத்திற்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்தி, வெப்ப இணையை வலுப்படுத்தவும், அதிக வெப்பநிலையாலும், கடுமையான சூழ்நிலைகளினாலும் ஏற்படும் பின்னடைவுகளைத் தடுக்கவும் முடியும்.

பி-வகை

பி-வகை (B type) வெப்ப இணைகள் (70%Pt/30%Rh–94%Pt/6%Rh, எடையின் அடிப்படையில்) 1800°C வரை பயன்படுத்த ஏற்றது. இவ்வகை வெப்ப இணைகள் 0°C, 42°C இல் ஒரே அளவை உற்பத்தி செய்கின்றன, இதன்மூலம் அவற்றின் பயன்பாட்டை சுமார் 50°Cக்குக் குறைவாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. மின்னியக்கு விசை (emf) செயல்பாடு 21°C-இல் குறைந்தபட்சத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது இழப்பீட்டு மின்னழுத்தம் வழக்கமான அறை வெப்பநிலையில் மாறிலியாக இருப்பதால் குளிர்-சந்தி இழப்பீடு எளிதாக்கப்படுகிறது.^[8]

ஆர்-வகை

ஆர்-வகை (R-Type) வெப்ப இணைகள் 13% ரோடியம் கலந்த பிளாட்டினம்-ரோடியம் உலோகக்கலவையை ஒரு கடத்திக்கும் மற்றொரு கடத்திக்கு சுத்தமான பிளாட்டினத்தையும் (87%Pt/13%Rh–Pt, எடையின் அடிப்படையில்) பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படுகிறது. இவை 1600°C வரை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை மிகவும் நிலைத்தன்மை மொண்டவையாகவும், சுத்தமான, சாதகமான நிலையில் பயன்படுத்தப்படும் போது நீண்ட செயற்பாட்டையும் கொண்டிருக்கும். 1100°C (2000°F) இற்கு மேல் பயன்படுத்தும் போது, இந்த வெப்ப இணைகள் உலோக, உலோகமல்லாத அல்லாத நீராவிகளின் தாக்கத்திலிருந்து பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். உலோகப் பாதுகாப்புக் குழாய்களில் நேரடியாகச் செருகுவதற்கு இவ்விணைகள் பொருத்தமானது அல்ல.

எஸ்-வகை

எஸ்-வகை (S-Type, 90%Pt/10%Rh–Pt, எடையின் அடிப்படையில்) வெப்ப இணைகள், R-வகை போன்றது, 1600°C வரை பயன்படுத்தப்படுகிறது. 1990-இல் பன்னாட்டு வெப்பநிலை அளவுகோல் (ITS-90) அறிமுகப்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு, துல்லியமான S-வகை 630°C முதல் 1064°C வரையிலான நடைமுறை நிலையான வெப்பமானிகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. 1990-இற்குப் பின்னர் மின்தடை வெப்பமானிகள் இந்த வரம்பில் நிலையான வெப்பமானிகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[9]

தங்குதன்/இரேனியம்-கலப்பு வெப்ப இணைகள்

இந்த வெப்ப இணைகள் மிக அதிக வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்குப் பொருத்தமானவை. குறிப்பாக ஐதரசன், மந்த வளிமண்டலங்கள், வெற்றிட உலைகள் போன்றவற்றில் இவை வழக்கமாக பயன்படுகின்றன. பொதுவான வெப்பநிலை வரம்பு 0°C முதல் 2315°C ஆகும், இது மந்த வளிமண்டலத்தில் 2760°C ஆகவும், சுருக்கமான அளவீடுகளுக்கு 3000°C ஆகவும் நீட்டிக்கப்படலாம்.^[10] இவை ஆக்சிசனேற்றம் செய்யும் சூழல்களில் அதிக வெப்பநிலையில் காணப்படும் சிக்கலின் காரணமாக பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.^[11]

அதிக வெப்பநிலையில் நீராவியின் முன்னிலையில், தங்குதன் வினைபுரிந்து தங்குதன்(VI) ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது, இது ஆவியாகி ஐதரசனாக மாறுகிறது. ஐதரசன் பின்னர் தங்குதன் ஆக்சைடுடன் வினைபுரிகிறது, அதன் பிறகு நீர் மீண்டும் உருவாகிறது. இத்தகைய "நீர் சுழற்சி" வெப்ப இணையில் அரிப்பு ஏற்பட்டு, இறுதியில் செயலிழக்க வழிவகுக்கும். அதிக வெப்பநிலை வெற்றிடப் பயன்பாடுகளில், நீரின் தடயங்கள் இருப்பதைத் தவிர்ப்பது விரும்பத்தக்கது.^[12]

சி-வகை

95%W/5%Re–74%W/26%Re, எடை அடிப்படையில்.^[11] இவ்வகையில் பெறப்படும் அதியுயர் வெப்பநிலை 2329°C ஆகும்.

டி-வகை

டி-வகை (D type): 97%W/3%Re–75%W/25%Re, எடை அடிப்படையில்)^[11]

ஜி-வகை

(W–74%W/26%Re, எடை அடிப்படையில்)^[11]

குரோமெல்–தங்கம்/இரும்பு-கலப்பு வெப்ப இணைகள்

குறைந்த வெப்பநிலையில் வெப்ப இணைப் பண்புகள். AuFe-அடிப்படையிலான வெப்ப இணை குறைந்த வெப்பநிலைகளுக்கு ஒரு நிலையான உணர்திறனைக் காட்டுகிறது, அதேசமயம் வழக்கமான வகைகள் குறைந்த வெப்பநிலையில் உணர்திறனை இழக்கும்.

இவ்வகை வெப்ப இணைகளில் (குரோமெல்–தங்கம்/இரும்பு கலப்பு), எதிர்மின்முனைக் கம்பியானது ஒரு சிறிய அளவு (0.03–0.15 அணு சதவீதம்) இரும்புடன் தங்கமாக இருக்கும். தூய்மையற்ற தங்கக் கம்பி குறைந்த வெப்பநிலையில் வெப்ப இணைக்கு (அந்த வெப்பநிலையில் உள்ள மற்ற வெப்ப இணைகளுடன் ஒப்பிடும்போது) அதிக உணர்திறனை அளிக்கிறது, அதேசமயம் குரோமெல் கம்பி அறை வெப்பநிலைக்கு அருகில் உணர்திறனைப் பராமரிக்கிறது. இது கடுங்குளிரியல் பயன்பாடுகளுக்கு (1.2–300K மற்றும் 600K வரை கூட) பயன்படுத்தப்படலாம். உணர்திறன், வெப்பநிலை வரம்பு இரண்டும் இரும்புச் செறிவைப் பொறுத்தது. உணர்திறன் பொதுவாகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் ஏறத்தாழ 15μV/K ஆகும், அத்துடன் பயன்படுத்தக்கூடிய குறைந்த வெப்பநிலை 1.2 முதல் 4.2K வரை மாறுபடும்.

வெப்ப இணைகளின் ஒப்பீடு

கீழே உள்ள அட்டவணை பல்வேறு வெப்ப இணை வகைகளின் பண்புகளை விவரிக்கிறது. சகிப்புத்தன்மை நெடுவரிசைகளுக்குள், T சூடான சந்திப்பின் வெப்பநிலையைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ±0.0025×T சகிப்புத்தன்மை கொண்ட ஒரு வெப்ப இணை 1000°C இல் ±2.5°C தாங்கும். வண்ணக் குறியீட்டு நெடுவரிசைகளில் உள்ள ஒவ்வொன்றும் ஒரு வெப்ப இணைக் கம்பியின் முடிவைக் குறிக்கிறது, மேற்பகுதியின் நிறம், தனிப்பட்ட கம்பிகளின் நிறங்கள் ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது. பின்னணி நிறம் இணைப்பானின் நிறத்தைக் குறிக்கிறது.

வகை	வெப்பநிலை வரம்பு (°C)				சகிப்புத்தன்மை வகை (°C)		வண்ணக் குறியீடு
	தொடர்ச்சியான		குறுகிய காலம்		ஒன்று	இரண்டு	IEC^[13]	BS	ANSI
	தாழ்ந்த	அதிகபடம்	தாழ்ந்த	அதிகபட்சம்	ஒன்று	இரண்டு	IEC^[13]	BS	ANSI
K	0	+1100	−180	+1370	−40 – 375: ±1.5 375 – 1000: ±0.004×T	−40 – 333: ±2.5 333 – 1200: ±0.0075×T
J	0	+750	−180	+800	−40 – 375: ±1.5 375 – 750: ±0.004×T	−40 – 333: ±2.5 333 – 750: ±0.0075×T
N	0	+1100	−270	+1300	−40 – 375: ±1.5 375 – 1000: ±0.004×T	−40 – 333: ±2.5 333 – 1200: ±0.0075×T
R	0	+1600	−50	+1700	0 – 1100: ±1.0 1100 – 1600: ±0.003×(T − 767)	0 – 600: ±1.5 600 – 1600: ±0.0025×T			வரையறுக்கப்படவில்லை
S	0	+1600	−50	+1750	0 – 1100: ±1.0 1100 – 1600: ±0.003×(T − 767)	0 – 600: ±1.5 600 – 1600: ±0.0025×T			வரையறுக்கப்படவில்லை
B	+200	+1700	0	+1820	தரவுகளில்லை	600 – 1700: ±0.0025×T	தரவுகோள் இல்லை	தரவுகோள் இல்லை	வரையறுக்கப்படவில்லை
T	−185	+300	−250	+400	−40 – 125: ±0.5 125 – 350: ±0.004×T	−40 – 133: ±1.0 133 – 350: ±0.0075×T
E	0	+800	−40	+900	−40 – 375: ±1.5 375 – 800: ±0.004×T	−40 – 333: ±2.5 333 – 900: ±0.0075×T
குரோமெல்/AuFe	−272	+300	பொருத்தமில்லை	பொருத்தமில்லை	மறுஉற்பத்தி மின்னழுத்தத்தின் 0.2%. ஒவ்வொரு உணரிக்கும் தனித்தனியே அளவுத்திருத்தம் தேவை.

பயன்பாடுகள்

வெப்ப இணைகள் −270°C முதல் 3000°C வரை (குறுகிய காலத்திற்கு, மந்த வளிமண்டலத்தில்) ஒரு பெரிய வெப்பநிலை வரம்பில் அளவிடுவதற்கு ஏற்றவை.^[10] இவ்வகையான பயன்பாடுகளில் சூளைகள், எரிவாயு விசையாழி வெளியேற்றம், டீசல் பொறிகள் போன்ற தொழில்துறை செயல்முறைகள், மூடுபனி இயந்திரங்களுக்கான வெப்பநிலை அளவீடு ஆகியவை அடங்கும். சிறிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் அதிக துல்லியத்துடன் அளவிடப்பட வேண்டிய பயன்பாடுகளுக்கு வெப்ப இணைகள் மிகவும் பொருத்தமானவை அல்ல, எடுத்துக்காட்டாக 0.1°C துல்லியத்துடன் 0-100 °C வரம்பு. இத்தகைய பயன்பாடுகளுக்கு வெப்பமாறுமின்தடைகள், சிலிக்கான் பட்டை இடைவெளி வெப்பநிலை உணரிகள், மின்தடை வெப்பமானிகள் மிகவும் பொருத்தமானவை.

எஃகுத் தொழில்

B, S, R, K-வகை வெப்ப இணைகள் எஃகு, இரும்புத் தொழில்களில் எஃகு தயாரிக்கும் செயல்முறை முழுவதும் வெப்பநிலையைக் கண்காணிக்கப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பய்ச்சு மின் உலைகளில், எஃகு தட்டப்படுவதற்கு முன் வெப்பநிலையைத் துல்லியமாக அளவிடுவதற்கு, ஒருமுறை பயன்படுத்தக்கூடிய, மூழ்கக்கூடிய, S-வகை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு சிறிய எஃகு மாதிரியின் குளிரூட்டும் வளைவை பகுப்பாய்வு செய்து, உருகிய எஃகின் கரிம அளவை மதிப்பிடுவதற்குப் பயன்படுத்தலாம்.

எரிவாயுப் பொருட்களில் பாதுகாப்பு

நீர் வெதுப்பியின் சூடு கலத்தின் உள்ளே ஒரு வெப்ப இணை (வலதுபுறம் உள்ள குழாய்).

வெதுப்படுப்புகள், நீர் வெதுப்பிகள் போன்ற பல எரிவாயு ஊட்டப்பட்ட வெப்பமூட்டும் பொருட்கள் முதன்மை எரிவாயு எரிப்பானைப் பற்றவைக்க முன்னோடிச் சுடரைப் பயன்படுத்துகின்றன. முன்னோடிச் சுடர் அணைந்தால், எரிக்கப்படாத வாயு வெளியேறலாம், இது ஒரு வெடிப்பு அபாயம் மற்றும் ஆரோக்கியத்திற்கு ஆபத்தானது. இதைத் தடுக்க, முன்னோடிச் சுடர் எரியும் போது உணர சில பொருட்கள் ஒரு பழுதுகாப்பு மின்சுற்றில் வெப்ப இணையைப் பயன்படுத்துகின்றன. வெப்ப இணையின் முனை முன்னோடிச் சுடரில் வைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, இது முன்னோடிச் சுடருக்கு வாயுவை அளிக்கும் விநியோக அடைப்பை இயக்குகிறது. முன்னோடிச் சுடர் எரியும் வரை, வெப்ப இணை சூடாக இருக்கும், அத்துடன் முன்னோடிச் சுடரின் எரிவாயு அடைப்பு திறந்திருக்கும். முன்னோடிச் சுடர் அணைந்தால், வெப்ப இணையின் வெப்பநிலை குறைகிறது, இதனால் வெப்ப இணை முழுவதும் மின்னழுத்தம் குறைந்து அடைப்பு மூடப்படும்.

வெப்பமின்னடுக்கு கதிர்வீச்சு உணரிகள்

வெப்பமூட்டும் கதிர்வீச்சின் தீவிரத்தை அளவிடுவதற்கு வெப்பமின்னடுக்குகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பொதுவாகக் காண்புறு அல்லது அகச்சிவப்பு ஒளி, சூடான சந்திகளை வெப்பப்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் குளிர்ச் சந்திகள் வெப்ப உறிஞ்சகத்தில் இருக்கும். வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கும் வெப்பமின்னடுக்கு உணரிகள் மூலம் சில μW/cm² கதிர்வீச்சு தீவிரத்தை அளவிட முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, சில சீரொளி மின்திறன்மானிகள் அத்தகைய உணரிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை; இவை குறிப்பாக "வெப்பமின்னடுக்கு சீரொளி உணரிகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. வெப்பமின்னடுக்கு உணரிகளின் செயல்பாட்டின் கோட்பாடு வெப்பக் கதிர் அளவியில் இருந்து வேறுபட்டது, ஏனெனில் வெப்பக்கதிரளவி தடையின் மாற்றத்தை நம்பியுள்ளது.

உற்பத்தித் தொழில்

வெப்ப இணைகள் பொதுவாக முன்மாதிரி மின், இயந்திரக் கருவிகளின் சோதனையில் பயன்படுத்தப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, இணைப்பியமைப்பு அதன் மின்னோட்டம் தாங்கும் திறனுக்கான சோதனையில் வெப்ப இணைகள் நிறுவப்பட்டு வெப்ப ஓட்ட சோதனையின் போது கண்காணிக்கப்படும், இதன்போது, மதிப்பிடப்பட்ட மின்னோட்ட அளவுகளில் வெப்பநிலை உயர்வு வடிவமைக்கப்பட்ட வரம்புகளை மீறவில்லை என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

மின் உற்பத்தி

வெப்ப இணை ஒன்று கூடுதல் மின்சுற்று, ஆற்றல் மூலங்கள் இல்லாமல், சில செயல்முறைகளில் நேரடியாக மின்னோட்டத்தை உருவாக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பநிலை வேறுபாடு ஏற்படும் போது ஒரு வெப்ப இணையில் இருந்து ஆற்றல் ஒரு அடைப்பிதழைச் செயல்படுத்த முடியும். ஒரு வெப்ப இணை மூலம் உருவாக்கப்படும் மின்னிலையாற்றல் வெப்பத்திலிருந்து மாற்றப்படுகிறது, இது மின்னழுத்தத்தைப் பராமரிக்க சூடான பக்கத்திற்கு வழங்கப்பட வேண்டும். வெப்பத்தின் தொடர்ச்சியான பரிமாற்றம் அவசியம், ஏனெனில் வெப்ப இணை வழியாகப் பாயும் மின்னோட்டம் சூடான பக்கத்தைக் குளிர்விக்கும், அதே வேளையில் குளிர்ப் பக்கத்தை வெப்பமாக்குகிறது (பெல்டியர் விளைவு).

வெப்ப இணைகளை தொடராக இணைத்து ஒரு வெப்பமின்னடுக்கை உருவாக்கலாம், இங்கு அனைத்து சூடான சந்திகளும் அதிக வெப்பநிலையிலும், அனைத்து குளிர் சந்திகளும் குறைந்த வெப்பநிலையிலும் வெளிப்படும். இதன் வெளியிடும் அளவு தனிப்பட்ட சந்திகளில் உள்ள மின்னழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும், அதிக மின்னழுத்ததையும் ஆற்றல் வெளியீட்டையும் கொடுக்கும். ஒரு கதிரியக்க ஓரிடத்தான் வெப்பமின் இயற்றியில், சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்த சூரியனில் இருந்து வெகு தொலைவுக்கான பயணங்களில் விண்கலங்களை இயக்குவதற்கு யுரேனியப் பின் தனிமங்களின் கதிரியக்கச் சிதைவு வெப்பமூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மண்ணெண்ணெய் விளக்குகளால் சூடேற்றப்பட்ட வெப்பமின்னடுக்குகள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பகுதிகளில் மின்கலங்கள் இல்லாத வானொலி வாங்கிகளை இயக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன.^[14] வணிக ரீதியாக உற்பத்தி செய்யப்படும் விளக்குகள் மெழுகுவர்த்தியின் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தி பல ஒளி-உமிழ்வு இருமுனையங்களை இயக்குகின்றன. , அனல்மின்விசிறிகள் காற்று சுழற்சி மற்றும் விறகு அடுப்புகளில் வெப்ப விநியோகத்தை மேம்படுத்துகின்றன.

செயல்முறை நிலையங்கள்

வேதிப்பொருள் உற்பத்தி, பெட்ரோலிய சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் செயல்முறையுடன் தொடர்புடைய பல வெப்பநிலைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான எண்ணிக்கையில் கணினிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இதுபோன்ற சந்தர்ப்பங்களில், ஒவ்வொரு சுற்றுக்கும் இரண்டாவது வெப்ப இணையைக் கொண்ட ஒரு பொதுவான குறிப்புத் தொகுதிக்கு (ஒரு பெரிய செப்புத் தொகுதி) பல வெப்ப இணை நடத்திகள் கொண்டு வரப்படும். தொகுதியின் வெப்பநிலை ஒரு வெப்பமாறுமின்தடையால் அளவிடப்படுகிறது. ஒவ்வொரு அளவிடப்பட்ட இடத்திலும் வெப்பநிலையைத் தீர்மானிக்க எளிய கணக்கீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மேற்கோள்கள்

↑ "Thermocouple temperature sensors". Temperatures.com. Archived from the original on 2008-02-16. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2007-11-04.
↑ ^2.0 ^2.1 Ramsden, Ed (September 1, 2000). "Temperature measurement". Sensors. http://www.sensorsmag.com/sensors/temperature/temperature-measurement-1030. பார்த்த நாள்: 2010-02-19.
↑ "Technical Notes: Thermocouple Accuracy". IEC 584-2(1982)+A1(1989). பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-04-28.
↑ Buschow, K. H. J. Encyclopedia of materials: science and technology, Elsevier, 2001 பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-08-043152-6, p. 5021, table 1.
↑ ^5.0 ^5.1 "Standard [WITHDRAWN] DIN 43710:1985-12".
↑ Manual on the Use of Thermocouples in Temperature Measurement (4th Ed.). ASTM. 1993. pp. 48–51. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-8031-1466-1.
↑ "Thermocouple sensor and thermocouple types - WIKA USA". www.wika.us. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2020-12-01.
↑ "Thermocouple Theory". Capgo. Archived from the original on 14 December 2004. பார்க்கப்பட்ட நாள் 17 December 2013.
↑ "Supplementary Information for the ITS-90". பன்னாட்டு எடைகள் மற்றும் அளவைகள் ஆணையம். Archived from the original on 2012-09-10. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2 February 2018.
↑ ^10.0 ^10.1 Pollock, Daniel D. (1991). Thermocouples: Theory and Properties. CRC Press. pp. 249–. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-8493-4243-1.
↑ ^11.0 ^11.1 ^11.2 ^11.3 OMEGA Engineering Inc. "Tungsten-Rhenium Thermocouples Calibration Equivalents".
↑ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2020-12-08. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2020-02-22.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
↑ IEC 60584-3:2007
↑ "New Scientist". New Scientist Careers Guide: The Employer Contacts Book for Scientists (Reed Business Information): 67–. 10 January 1974. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0262-4079. https://books.google.com/books?id=B-ve-ZR6QRIC&pg=PA67. பார்த்த நாள்: 28 May 2012.

வெளி இணைப்புகள்

வெப்பவிணைத் தரவு அட்டவணைகள்:

Text tables: NIST ITS-90 Thermocouple Database (B,E,J,K,N,R,S,T)
PDF tables: J K T E N R S B
Python package thermocouples_reference containing characteristic curves of many thermocouple types.
R package [1] Temperature Measurement with Thermocouples, RTD and IC Sensors.
Data table: Thermocouple wire sizes

[tcs_html-1] "Thermocouple temperature sensors". Temperatures.com. Archived from the original on 2008-02-16. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2007-11-04.

[Ramsden2000-2] 2.0 ^2.1 Ramsden, Ed (September 1, 2000). "Temperature measurement". Sensors. http://www.sensorsmag.com/sensors/temperature/temperature-measurement-1030. பார்த்த நாள்: 2010-02-19.

[tctable.html-3] "Technical Notes: Thermocouple Accuracy". IEC 584-2(1982)+A1(1989). பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-04-28.

[4] Buschow, K. H. J. Encyclopedia of materials: science and technology, Elsevier, 2001 பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-08-043152-6, p. 5021, table 1.

[beuth.de-5] 5.0 ^5.1 "Standard [WITHDRAWN] DIN 43710:1985-12".

[MNL_12-6] Manual on the Use of Thermocouples in Temperature Measurement (4th Ed.). ASTM. 1993. pp. 48–51. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-8031-1466-1.

[7] "Thermocouple sensor and thermocouple types - WIKA USA". www.wika.us. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2020-12-01.

[capgo-8] "Thermocouple Theory". Capgo. Archived from the original on 14 December 2004. பார்க்கப்பட்ட நாள் 17 December 2013.

[9] "Supplementary Information for the ITS-90". பன்னாட்டு எடைகள் மற்றும் அளவைகள் ஆணையம். Archived from the original on 2012-09-10. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2 February 2018.

[Pollock1991-10] 10.0 ^10.1 Pollock, Daniel D. (1991). Thermocouples: Theory and Properties. CRC Press. pp. 249–. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-0-8493-4243-1.

[omegaeng-11] 11.0 ^11.1 ^11.2 ^11.3 OMEGA Engineering Inc. "Tungsten-Rhenium Thermocouples Calibration Equivalents".

[12] "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2020-12-08. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2020-02-22.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)

[13] IEC 60584-3:2007

[14] "New Scientist". New Scientist Careers Guide: The Employer Contacts Book for Scientists (Reed Business Information): 67–. 10 January 1974. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0262-4079. https://books.google.com/books?id=B-ve-ZR6QRIC&pg=PA67. பார்த்த நாள்: 28 May 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]