থার্মোইলেকট্রিক কনভার্টার (থার্মোকল)

কিভাবে একটি থার্মোকল কাজ করে

ইতিমধ্যেই 1821 সালে, Seebeck তার নামানুসারে একটি প্রপঞ্চ আবিষ্কার করেছিলেন, যা এই সত্যটি নিয়ে গঠিত যে e. একটি ক্লোজ সার্কিটে উপস্থিত হয় যা বিভিন্ন পরিবাহী পদার্থের সমন্বয়ে গঠিত। ইত্যাদি (তথাকথিত থার্মো-ইএমসি) যদি এই উপকরণগুলির যোগাযোগের পয়েন্টগুলি বিভিন্ন তাপমাত্রায় বজায় থাকে।

এর সহজতম আকারে, যখন একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে দুটি ভিন্ন কন্ডাক্টর থাকে, তখন একে থার্মোকল বা থার্মোকল বলা হয়।

সিবেক ঘটনার সারমর্ম এই যে মুক্ত ইলেক্ট্রনের শক্তি, যা তারের মধ্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের উপস্থিতি ঘটায় তা ভিন্ন এবং তাপমাত্রার সাথে ভিন্নভাবে পরিবর্তিত হয়। অতএব, যদি তারের বরাবর তাপমাত্রার পার্থক্য থাকে, তাহলে তার গরম প্রান্তের ইলেকট্রনগুলির ঠান্ডা প্রান্তের তুলনায় উচ্চতর শক্তি এবং বেগ থাকবে, যার ফলে তারের গরম প্রান্ত থেকে ঠান্ডা প্রান্তে একটি ইলেকট্রন প্রবাহ ঘটবে। ফলস্বরূপ, চার্জ উভয় প্রান্তে জমা হবে — ঠান্ডায় ঋণাত্মক এবং গরমের ক্ষেত্রে ইতিবাচক।

যেহেতু এই চার্জগুলি বিভিন্ন তারের জন্য আলাদা, তারপর যখন তাদের দুটি একটি থার্মোকলের মধ্যে সংযুক্ত থাকে, তখন একটি ডিফারেনশিয়াল থার্মোকল উপস্থিত হবে। ইত্যাদি গ. থার্মোকলের মধ্যে ঘটে যাওয়া ঘটনা বিশ্লেষণ করার জন্য, এটি অনুমান করা সুবিধাজনক যে এটিতে উত্পন্ন থার্মোকল। ইত্যাদি গ. E হল দুটি যোগাযোগের ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তির সমষ্টি, যা তাদের যোগাযোগের জায়গায় ঘটে এবং এই পরিচিতির তাপমাত্রার একটি ফাংশন (চিত্র 1, ক)।

ভাত। 1. একটি দুই- এবং তিন-তারের থার্মোইলেকট্রিক সার্কিটের ডায়াগ্রাম, একটি বৈদ্যুতিক পরিমাপ যন্ত্রকে জংশনের সাথে সংযুক্ত করার জন্য একটি চিত্র এবং একটি থার্মোকলের সাথে একটি থার্মোইলেকট্রোড।

দুটি ভিন্ন কন্ডাক্টরের একটি সার্কিটে উদ্ভূত থার্মোইলেক্ট্রোমোটিভ বল তাদের প্রান্তে ইলেক্ট্রোমোটিভ শক্তির পার্থক্যের সমান।

এই সংজ্ঞা থেকে এটি অনুসরণ করে যে থার্মোকলের প্রান্তে সমান তাপমাত্রায়, এর তাপবিদ্যুৎ শক্তি। ইত্যাদি s হবে শূন্য। এটি থেকে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উপসংহার টানা যেতে পারে, যা তাপমাত্রা সেন্সর হিসাবে একটি থার্মোকল ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে।

একটি থার্মোকলের ইলেক্ট্রোমোটিভ বল তার সার্কিটে তৃতীয় তারের প্রবর্তনের দ্বারা পরিবর্তিত হবে না যদি এর প্রান্তের তাপমাত্রা একই থাকে।

এই তৃতীয় তারটি জংশনগুলির একটিতে এবং একটি তারের বিভাগে উভয়ই অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে (চিত্র 1.6, গ)। এই উপসংহারটি থার্মোকল সার্কিটে প্রবর্তিত বেশ কয়েকটি তারে প্রসারিত করা যেতে পারে, যতক্ষণ না তাদের প্রান্তের তাপমাত্রা একই থাকে।

অতএব, একটি পরিমাপকারী যন্ত্র (এছাড়াও তারের সমন্বয়ে) এবং সংযোগকারী তারগুলিকে থার্মোকল সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে এটি দ্বারা বিকাশিত থার্মোইলেকট্রিক শক্তিতে কোনও পরিবর্তন না ঘটিয়ে। ec, শুধুমাত্র যদি পয়েন্ট 1 এবং 2 বা 3 এবং 4 (চিত্র 1, d এবং e) এর তাপমাত্রা সমান হয়। এই ক্ষেত্রে, এই পয়েন্টগুলির তাপমাত্রা ডিভাইসের টার্মিনালের তাপমাত্রা থেকে আলাদা হতে পারে, তবে উভয় টার্মিনালের তাপমাত্রা একই হতে হবে।

থার্মোকল সার্কিটের রেজিস্ট্যান্স অপরিবর্তিত থাকলে, এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট (এবং তাই ডিভাইসটির রিডিং) শুধুমাত্র এটির দ্বারা বিকশিত তাপবিদ্যুৎ শক্তির উপর নির্ভর করবে। d. থেকে, অর্থাৎ, কার্যকারী (গরম) এবং বিনামূল্যে (ঠান্ডা) প্রান্তের তাপমাত্রা থেকে।

এছাড়াও, যদি থার্মোকলের মুক্ত প্রান্তের তাপমাত্রা স্থির রাখা হয় তবে মিটার রিডিং শুধুমাত্র থার্মোকলের কার্যকারী প্রান্তের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করবে। এই জাতীয় ডিভাইস সরাসরি থার্মোকলের কাজের জংশনের তাপমাত্রা নির্দেশ করবে।

অতএব, একটি থার্মোইলেক্ট্রিক পাইরোমিটার একটি থার্মোকল (থার্মোইলেকট্রোডস), একটি সরাসরি কারেন্ট মিটার এবং সংযোগকারী তারগুলি নিয়ে গঠিত।

উপরের থেকে নিম্নলিখিত উপসংহার টানা যেতে পারে।

1. থার্মোকলের কার্যকারিতা তৈরির পদ্ধতি (ঢালাই, সোল্ডারিং, মোচড় ইত্যাদি) এটির দ্বারা তৈরি থার্মোইলেকট্রিক শক্তিকে প্রভাবিত করে না। ইত্যাদি সঙ্গে, যদি শুধুমাত্র কাজের প্রান্তের মাত্রা এমন হয় যে এর সমস্ত বিন্দুতে তাপমাত্রা একই থাকে।

2. কারণ ডিভাইস দ্বারা পরিমাপ করা পরামিতি তাপবিদ্যুৎ নয়। এবং থার্মোকল সার্কিট কারেন্টের সাথে, এটি প্রয়োজনীয় যে অপারেটিং সার্কিট রেজিস্ট্যান্স অপরিবর্তিত থাকে এবং ক্রমাঙ্কনের সময় এর মানের সমান থাকে।কিন্তু যেহেতু এটি করা কার্যত অসম্ভব, যেহেতু থার্মোইলেক্ট্রোড এবং সংযোগকারী তারের প্রতিরোধ ক্ষমতা তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়, পদ্ধতির একটি প্রধান ত্রুটি দেখা দেয়: ক্রমাঙ্কনের সময় সার্কিটের প্রতিরোধ এবং এর প্রতিরোধের মধ্যে অমিলের ত্রুটি।

এই ত্রুটি কমাতে, তাপ পরিমাপের জন্য ডিভাইসগুলি উচ্চ প্রতিরোধের (রুক্ষ পরিমাপের জন্য 50-100 ওহম, আরও সঠিক পরিমাপের জন্য 200-500 ওহম) এবং একটি নিম্ন তাপমাত্রার বৈদ্যুতিক সহগ সহ তৈরি করা হয়, যাতে সার্কিটের মোট প্রতিরোধ (এবং) , অতএব, বর্তমান এবং — e. d. s.) এর মধ্যে সম্পর্ক পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার ওঠানামার সাথে সর্বনিম্ন পরিবর্তিত হয়।

3. থার্মোইলেকট্রিক পাইরোমিটারগুলি সর্বদা থার্মোকলের মুক্ত প্রান্তের একটি সু-সংজ্ঞায়িত তাপমাত্রায় ক্রমাঙ্কিত হয় — 0 ° সে। সাধারণত এই তাপমাত্রা অপারেশনে ক্রমাঙ্কন তাপমাত্রার থেকে পৃথক হয়, যার ফলস্বরূপ পদ্ধতির দ্বিতীয় প্রধান ত্রুটি ঘটে : বিনামূল্যে থার্মোকল শেষের তাপমাত্রায় ত্রুটি।

যেহেতু এই ত্রুটিটি কয়েক ডিগ্রিতে পৌঁছাতে পারে, তাই ডিভাইসের রিডিংয়ের যথাযথ সংশোধন করা প্রয়োজন। রাইজারের তাপমাত্রা জানা থাকলে এই সংশোধনটি গণনা করা যেতে পারে।

যেহেতু ক্রমাঙ্কনের সময় থার্মোকলের মুক্ত প্রান্তের তাপমাত্রা 0 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের সমান, এবং অপারেশনে এটি সাধারণত 0 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে থাকে (মুক্ত প্রান্তগুলি সাধারণত ঘরে থাকে, তারা প্রায়শই চুলার কাছাকাছি থাকে যার তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। ), পাইরোমিটার প্রকৃত মাপা তাপমাত্রার তুলনায় একটি অবমূল্যায়ন দেয়, পরবর্তীটির ইঙ্গিত এবং মান সংশোধন মান দ্বারা বৃদ্ধি করা আবশ্যক।

এটি সাধারণত গ্রাফিকভাবে করা হয়। এটি এই কারণে যে সাধারণত থার্মোসেটের মধ্যে কোন আনুপাতিকতা থাকে না।ইত্যাদি পিপি এবং তাপমাত্রা। যদি তাদের মধ্যে সম্পর্ক সমানুপাতিক হয়, তবে ক্রমাঙ্কন বক্ররেখাটি একটি সরল রেখা এবং এই ক্ষেত্রে তাপকূলের মুক্ত প্রান্তের তাপমাত্রার সংশোধন সরাসরি তার তাপমাত্রার সমান হবে।

থার্মোকলের ডিজাইন এবং প্রকার

নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তাগুলি থার্মোইলেকট্রোড উপকরণগুলিতে প্রযোজ্য:

1) উচ্চ তাপবিদ্যুৎ। ইত্যাদি v. এবং তাপমাত্রা থেকে এর পরিবর্তনের আনুপাতিক প্রকৃতির কাছাকাছি;

2) তাপ প্রতিরোধের (উচ্চ তাপমাত্রায় অ অক্সিডাইজেশন);

3) পরিমাপ করা তাপমাত্রার মধ্যে সময়ের সাথে ভৌত বৈশিষ্ট্যের স্থায়িত্ব;

4) উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা;

5) কম তাপমাত্রা সহগ প্রতিরোধের;

6) ধ্রুবক শারীরিক বৈশিষ্ট্য সহ বৃহৎ পরিমাণে উৎপাদনের সম্ভাবনা।

ইন্টারন্যাশনাল ইলেক্ট্রোটেকনিক্যাল কমিশন (আইইসি) কিছু স্ট্যান্ডার্ড ধরনের থার্মোকল (স্ট্যান্ডার্ড আইইসি 584-1) সংজ্ঞায়িত করেছে। উপাদানগুলির পরিমাপ করা তাপমাত্রার পরিসর অনুসারে R, S, B, K, J, E, T সূচক রয়েছে।

শিল্পে, থার্মোকলগুলি 600 - 1000 - 1500˚C পর্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। একটি শিল্প থার্মোকল দুটি অবাধ্য ধাতু বা সংকর ধাতু নিয়ে গঠিত। গরম জংশন ("G" অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত) যেখানে তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয় সেখানে স্থাপন করা হয়, এবং ঠান্ডা জংশন ("X") যেখানে পরিমাপ যন্ত্রটি অবস্থিত সেখানে অবস্থিত।

নিম্নলিখিত স্ট্যান্ডার্ড থার্মোকলগুলি বর্তমানে ব্যবহার করা হচ্ছে।

প্লাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম থার্মোকল। এই থার্মোকলগুলি দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের জন্য 1300 °C পর্যন্ত এবং স্বল্প-মেয়াদী ব্যবহারের জন্য 1600 °C পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যদি এগুলি একটি অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে ব্যবহার করা হয়।মাঝারি তাপমাত্রায়, প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম থার্মোকলটি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য এবং স্থিতিশীল বলে প্রমাণিত হয়েছে, এই কারণেই এটি 630-1064 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে একটি উদাহরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ক্রোম-অ্যালুমেল থার্মোকল। এই থার্মোকলগুলি 1000 ° C পর্যন্ত দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের জন্য এবং 1300 ° C পর্যন্ত স্বল্পমেয়াদী ব্যবহারের জন্য তাপমাত্রা পরিমাপ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। তারা একটি অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে (যদি কোন ক্ষয়কারী গ্যাস না থাকে) এই সীমার মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে, কারণ যখন ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠে উত্তপ্ত, একটি পাতলা প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড ফিল্ম যা অক্সিজেনকে ধাতুতে প্রবেশ করতে বাধা দেয়।

ক্রোমেল-কোপেল থার্মোকল... এই থার্মোকলগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য 600°C পর্যন্ত এবং অল্প সময়ের জন্য 800°C পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। তারা জারিতকরণ এবং বায়ুমণ্ডল হ্রাস করার পাশাপাশি ভ্যাকুয়াম উভয় ক্ষেত্রেই সফলভাবে কাজ করে।

আয়রন কপেল থার্মোকল... পরিমাপের সীমা ক্রোমেল-কোপেল থার্মোকলের মতোই, অপারেটিং শর্ত একই। এটি কম থার্মো দেয়। ইত্যাদি বনাম XK থার্মোকলের তুলনায়: 30.9 mV 500 ° C, কিন্তু তাপমাত্রার উপর এর নির্ভরতা আনুপাতিক কাছাকাছি। এলসি থার্মোকলের একটি উল্লেখযোগ্য ত্রুটি হল এর আয়রন ইলেক্ট্রোডের ক্ষয়।

কপার-কপার থার্মোকল... যেহেতু একটি অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে তামা ইতিমধ্যেই 350 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নিবিড়ভাবে জারিত হতে শুরু করে, তাই এই থার্মোকলগুলির প্রয়োগের পরিসীমা দীর্ঘ সময়ের জন্য 350 °সে এবং অল্প সময়ের জন্য 500 °সে। ভ্যাকুয়ামে, এই থার্মোকলগুলি 600 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত ব্যবহার করা যেতে পারে।

থার্মো-ই নির্ভরতা বক্ররেখা। ইত্যাদি সবচেয়ে সাধারণ থার্মোকলের তাপমাত্রা। 1 — ক্রোমেল-জারজ; 2 — লোহা-জারজ; 3 — তামা-জারজ; 4 — TGBC -350M; 5 — TGKT-360M; 6 — ক্রোমেল-অ্যালুমেল; 7-প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম; 8 — TMSV-340M; 9 — PR -30/6।

বেস ধাতু দিয়ে তৈরি স্ট্যান্ডার্ড থার্মোকলের থার্মোইলেক্ট্রোডের প্রতিরোধ ক্ষমতা 0.13-0.18 ওহমস প্রতি 1 মিটার দৈর্ঘ্যে (উভয় প্রান্ত), প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনাম থার্মোকলের জন্য 1.5-1.6 ওহম প্রতি 1 মিটার। অনুমোদিত তাপবিদ্যুৎ শক্তি বিচ্যুতি। ইত্যাদি নন-নোবল থার্মোকলের ক্রমাঙ্কন থেকে ± 1%, প্ল্যাটিনাম-রোডিয়াম-প্ল্যাটিনামের জন্য ± 0.3-0.35%।

স্ট্যান্ডার্ড থার্মোকল হল একটি রড যার ব্যাস 21-29 মিমি এবং দৈর্ঘ্য 500-3000 মিমি। প্রতিরক্ষামূলক টিউবের শীর্ষে একটি কার্বোলাইট বা বেকেলাইট প্লেট সহ একটি স্ট্যাম্পড বা ঢালাই (সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম) মাথা স্থাপন করা হয়, যার মধ্যে জোড়ায় জোড়ায় জোড়ায় জোড়ায় জোড়ায় জোড়ায় জোড়ায় তারের দুটি জোড়া চাপানো হয়। থার্মোইলেকট্রোডটি একটি টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং অন্যটির সাথে একটি সংযোগকারী তার সংযুক্ত থাকে যা পরিমাপকারী যন্ত্রের দিকে নিয়ে যায়। কখনও কখনও সংযোগকারী তারগুলি একটি নমনীয় প্রতিরক্ষামূলক পায়ের পাতার মোজাবিশেষে আবদ্ধ থাকে। থার্মোকল ইনস্টল করা গর্তটি সিল করার প্রয়োজন হলে, পরবর্তীটি একটি থ্রেডযুক্ত ফিটিং দিয়ে সরবরাহ করা হয়। বাথটাবের জন্য, থার্মোকলগুলিও একটি কনুই আকৃতি দিয়ে তৈরি করা হয়।

থার্মোকলের আইন

অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা আইন: একটি সমজাতীয় পরিবাহীতে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের উপস্থিতি বৈদ্যুতিক প্রবাহের উপস্থিতি ঘটায় না (কোন অতিরিক্ত EMF ঘটে না)।

মধ্যবর্তী পরিবাহীর সূত্র: A এবং B ধাতুর দুটি সমজাতীয় পরিবাহীকে T1 (হট জংশন) এবং T2 (ঠান্ডা সংযোগ) তাপমাত্রায় পরিচিতি সহ একটি থার্মোইলেকট্রিক সার্কিট গঠন করতে দিন। ধাতু X এর একটি তারটি A তারের ফাটলে অন্তর্ভুক্ত হয় এবং দুটি নতুন পরিচিতি তৈরি হয়। "যদি তারের X এর তাপমাত্রা তার দৈর্ঘ্য জুড়ে একই থাকে, তাহলে থার্মোকলের ফলস্বরূপ EMF পরিবর্তন হবে না (অতিরিক্ত সংযোগ থেকে কোন EMF উদ্ভূত হয় না)।"