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.

மலிவானவையும், 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.

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 

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 () வெப்பநிலையின் சாய்வுக்கு () நேர்விகிதமாக இருக்கும்:

இங்கு  - 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:  இலிருந்து  வரை.
 அலுமெல் கம்பியில்:  இலிருந்து  வரை.
 குரோமெல் கம்பியில்:  இலிருந்து  வரை.
 மேல் செப்புக் கம்பியில்:  இலிருந்து  வரை.

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

கணிக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம்,

இங்கு, ,  ஆகியவை முறையே மின்னழுத்தமானியின் நேர் மற்றும் எதிர் முனையங்களுடன் இணைக்கப்பட்ட கடத்திகளின் (குரோமெல் மற்றும் அலுமெல்) சீபெக்கு குணகங்களாகும்.

குறிப்புச் சந்தி

 இன் விரும்பிய அளவீட்டைப் பெற,  ஐ மட்டும் அளவிடுவது போதாது.  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,  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,  இன் பெறுமதி கணிக்கப்படுகிறது, பின்னர்  சார்பு பொருந்தக் கூடிய ஒரு பெறுமதியைத் தேடும். இப்பொருத்தம் நிகழும் சார்பின்மாறி  ஆகும்:

.

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 (), அதைத் தொடர்ந்து எதிர் மின்முனையுடனும் கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

நிக்கல்-கப்புலோக வெப்ப இணைகள்

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. இரும்பின் கியூரி வெப்பநிலை (770 °C) அதனுடைய பண்புகளில் ஒரு சீரான மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது, இதுவே உயர் வெப்பநிலை வரம்பைத் தீர்மானிக்கிறது. ஐரோப்பிய/செருமானிய எல்-வகை என்பது ஜே-வகையின் மாற்றீடாகும்.

கே-வகை 

கே-வகை (Type K) (குரோமெல்–அலுமெல்) என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வெப்ப இணை. இதன் உணர்திறன் ஏறத்தாழ 41 µV/°C ஆகும். 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.

என்-வகை 
N வகை (நிக்ரோசில்–நிசில்) (நிக்கல்-குரோமியம்-சிலிக்கான்/நிக்கல்-சிலிக்கான்) வெப்பமின் இரட்டைகள்  உயர்வெப்பநிலைகளுக்கு மிகவும் ஏற்றவையாக உள்ளன. 1200 °C ஐ விட அதிகமான வெப்பநிலைகளில் இவற்றின் நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றத்தை தாக்குப்பிடிக்கும் தன்மை இதனை உயர் வெப்பநிலைகளுக்கு உகந்ததாக்குகிறது. இதன் உணர்திறன் 900 °C இல் சுமார் 39 µV/°C ஆகும். இது K வகையை விட சற்றுக்குறைவானது. ஒரு மேம்பட்ட கே வகையாக வடிவமைக்கப்படும் இது அதிக பிரபலத்தை அடைந்து வருகிறது.

பிளாட்டினம் வகைகள் பி, ஆர் மற்றும் எஸ் 

B, R, மற்றும் S வகை வெப்பமின் இரட்டைகள் பிளாட்டினம் அல்லது ஒரு பிளாட்டினம்–ரோடியம் உலோகக்கலவையை ஒவ்வொரு கடத்திக்கும் பயன்படுத்துகின்றன. இவையே மிகவும் நிலைப்புத்தன்மை வாய்ந்த வெப்பமின் இரட்டைகளாக உள்ளன. ஆனால் அவை பிற வகைகளை விட குறைவான உணர்திறனைக் கொண்டுள்ளன. உணர்திறனானது சுமார் 10 µV/°C ஆக இருக்கிறது. B, R, மற்றும் S வகை வெப்பமின் இரட்டைகள் உயர் வெப்பநிலை அளவீடுகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் காரணம் இவற்றின் அதிகமான விலையும் குறைவான உணர்திறனுமாகும்.

பி

B வகை தெர்மோகப்பிள்கள் ஒவ்வொரு கடத்திக்கும் பிளாட்டினம்-ரோடியம் உலோகக்கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒரு கடத்தியில் 30% ரோடியம் இருக்கிறது, அதேநேரத்தில் மற்ற கடத்தியில் 6% ரோடியம் இருக்கிறது. இந்த தெர்மோகப்பிள்கள் 1800 °C வரை அளவிட பொருத்தமானவையாக இருக்கின்றன. பி வகை தெர்மோகப்பிள்கள் 0 °C முதல் 42 °C வரையில்  ஒரே மாதிரியான வெளியீட்டையே தருகின்றன. இதனால் அவற்றை  50 °C க்கு குறைவாக பயன்படுத்த இயலாது.

ஆர்

R வகை தெர்மோகப்பிள்கள் 13% ரோடியம் கலந்த பிளாட்டினம்-ரோடியம் உலோகக்கலவையை ஒரு கடத்திக்கும் மற்றொரு கடத்திக்கு சுத்தமான பிளாட்டினத்தையும் பயன்படுதி உருவாக்கப்படுகிறது. R வகை தெர்மோகப்பிள்கள் 1600 °C வரைப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

எஸ்

S வகை தெர்மோகப்பிள்கள் 90% பிளாட்டினம் மற்றும் 10% ரோடியம் ஆகியவற்றால் ஆன ஒரு கம்பியையும் (நேர்மின் அல்லது "+" கம்பி) மற்றும் 100% பிளாட்டினத்தால் ஆன மற்றொரு கம்பியையும் கொண்டு  (எதிர்மின் அல்லது "-" கம்பி) உருவாக்கப்படுகிறது. R வகையைப் போன்றே, S வகை மின்னிரட்டைகளும் 1600 °C வரைப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறிப்பாக, S வகையானது, தங்கத்தின் உருகு வெப்பநிலையைக் (1064.43 °C) கணக்கிடுதல் போன்றவற்றுக்கான தரநிலையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டி 

T வகை (தாமிரம்–கான்ஸ்டான்டன்) மின்னிரட்டைள் −200 முதல் 350 °C வரம்புக்குள் அளவீடுகள் செய்ய ஏற்றவை. இது பெரும்பாலும் வேறுபாடு அறியும் அளவீடுகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் தாமிரக் கம்பி மட்டுமே சோதனை முனைகளைத் தொடும். இரண்டு கடத்திகளுமே காந்தத்தன்மை இல்லாதவைகள் என்பதால், கியூரி வெப்பநிலை என்று எதுவும் இல்லை, எனவே பண்புகளில் சடுதியான மாற்றங்கள் ஏதுமில்லை. T வகை தெர்மோகப்பிள்களின் உணர்திறன் சுமார் 43 µV/°C.

சி 

சி வகை (டங்ஸ்டன் 5% ரினியம் – டங்ஸ்டன் 26% ரினியம்) மின்னிரட்டைகள் 0 °C முதல் 2320 °C வரை அளவீடுகள் செய்ய உகந்தது. இந்த மின்னிரட்டைகளானது மிக அதிக வெப்பநிலைகளில் இருக்கும் வெற்றிட உலைகளுக்கு மிகவும் ஏற்றது. 260 °C க்கு மேற்பட்ட வெப்பநிலைகளில் இதை ஆக்ஸிஜன் வாயுவின் முன்னிலையில் கண்டிப்பாக பயன்படுத்தக்கூடாது

எம் 

எம் வகை மின்னிரட்டைகள் ஒவ்வொரு கம்பியிலும் ஒரு நிக்கல் உலோகக்கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றது. நேர்மின் கம்பியானது 18% மாலிப்டினமும் எதிர்மின் கம்பியானது 0.8% கோபால்டையும் கொண்டிருக்கும். சி வகையைப் போன்றே அதே காரணத்திற்காக இந்த வெப்பமின்னிரட்டைகளும் வெற்றிட உலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயர்ந்தபட்ச வெப்பநிலையாக 1400 °C வரை இதில் அளவிடலாம். மற்ற வகைகளை விடவும் இது மிகவும் குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

க்ரோமல்-தங்கம்/இரும்பு

க்ரோமல்-தங்கம்/இரும்பு வெப்பமின்னிரட்டைகளில், நேர்மின் முனை கம்பியானது க்ரோமலாகவும் எதிர்மின்முனை கம்பியானது, தங்கத்துடன் சிறிய அளவு (0.03–0.15 அணுக்கள்) இரும்பு கொண்டதாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதனை கடுங்குளிர் முறை பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தலாம் (1.2–300 K மற்றும் சிலநேரங்களில் 600 K வரை). உணர்திறனும், வெப்பநிலை வரம்பும் இரும்பின் சதவீதத்தைச் சார்ந்துள்ளது. இதனுடைய மிகக்குறைந்த உணர்திறனானது 15 µV/K அளவுக்கு குறைந்த வெப்பநிலைகளில் உள்ள. மேலும் பயன்படுத்தத்தக்க வெப்பநிலைகள் 1.2 மற்றும் 4.2 K ஆகியவற்றுக்கு இடையே இருக்கின்றது.

மின் திறன் உற்பத்தி 

தெர்மோகப்பிளானது மின்னோட்டத்தை உருவாக்கக்கூடும், அதாவது கூடுதலாக மின்சுற்றுகள் அல்லது மின் திறன் மூலங்கள் ஏதுமின்றி சில செயல்களில் நேரடியாகவே இந்த மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்த முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பநிலை மாறுபாடு ஏற்படும்போது, ஒரு தெர்மோகப்பிளிலிருந்து உருவாகும் திறனின் மூலம் ஒரு வால்வை செயல்படுத்த முடியும். ஒரு வெப்ப மின்னிரட்டையில் உருவாகும் மின் ஆற்றலானது அதனுடைய வெப்ப சந்தியின் பக்கத்தில் உள்ள வெப்ப ஆற்றலில் இருந்து மாற்றிப் பெறப்படுகிறது. மின்னழுத்தத்தைத் தொடர்ந்து பராமரிக்க அந்த வெப்ப ஆற்றல் தொடர்ந்து செலுத்தப்பட வேண்டும். தொடர்ந்து வெப்பம் இருப்பது அவசியமாகும், ஏனெனில் தெர்மோகப்பிளில் பாயும் மின்னோட்டத்தினால், வெப்பமான பகுதி குளிர்வடையவும், குளிர்ந்த பகுதி வெப்பமடையவும் கூடும் ( பெல்டியர் விளைவு).

தொடர்ச்சியாக தெர்மோகப்பிள்களை ஒன்றிணைத்து தெர்மோபைல் ஒன்றை வடிவமைக்கலாம், இதில் எல்லா வெப்ப சந்திகளும் உயர் வெப்பநிலைக்கும், எல்லா குளிர்ந்த சந்திகளும் குறைவான வெப்பநிலைக்கும் உட்படுத்தப்படும். இதன் வெளியீடானது, ஒவ்வொரு சந்திக்கும் இடைப்பட்ட மின்னழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும், இதனால் பெரிய மின்னழுத்தமும் ஆற்றல் வெளியீடும் கிடைக்கிறது. மிக அதிக அணுஎண்களைக் கொண்ட தனிமங்களின் கதிரியக்க சிதைவை வெப்ப மூலமாக கொண்டு, இந்த அமைப்பானது, சூரியனிலிருந்து மிக தொலைவில் உள்ள இடங்களுக்கு விண்வெளி ஆராய்ச்சிக்கு செல்லும் விண்கலங்களில், சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தரங்கள் 

வெப்பமின் இரட்டை கம்பிகள் பல வேறுபட்ட உலோகவியல் கலவைகளாக கிடைக்கின்றன, பொதுவாக அவை துல்லியம் மற்றும் விலை ஆகியவற்றின் இறங்குமுக வரிசையில் கிடைக்கின்றன: மேலும் பிழைகளின் வரம்பு, தரம் மற்றும் நீட்டிப்புகள் ஆகியவற்றைச் சார்ந்தும் உள்ளன.

நீட்டிப்பு கம்பி 

நீட்டிப்பு தர கம்பிகள் உயர்தர வெப்பமின் இரட்டை கம்பிகளின் அதே உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படுகின்றன. இவை அளவிடும் கருவியை சிறிது தொலைவிற்கு அப்பால் வைத்து அளவிட உதவுகின்றன. இந்த இணைப்பில் வேறு உலோகங்களைச் சேர்ப்பதால், தேவையற்ற மின்னழுத்தம் உருவாக்கப்படுகிறது. ஆனால் நீட்டிப்பு கம்பிகளுக்கான இணைப்புகள், அதே உலோகங்களால் உருவாவதால் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதில்லை. ஆனால் பிளாட்டினம் தெர்மோகப்பிள்களில் நீட்டிப்பு கம்பியானது தாமிர உலோகக்கலவையாகும். ஏனெனில் பிளாட்டினத்தின் மூலம் நீட்டிப்பு கம்பிகளை உருவாக்க மிகவும் அதிகமாக செலவாகும். பயன்படுத்தப்படும் நீட்டிப்புக் கம்பியானது வெப்பமின் இரட்டை போன்றே மின்விசையின் (EMF) வெப்ப குணத்தைக் கொண்டிருக்கும், ஆனால் இவை வெப்பநிலையின் மிகக் குறைந்த வரம்பிற்கே இவ்வாறு செயல்படும்; இதனால் செலவு கணிசமான அளவு குறைகிறது.

வெப்பநிலை அளவிடும் கருவியானது, வெப்பமின் இரட்டையிடமிருந்து ஏதேனும் மின்னோட்டத்தை இழுக்காமல் இருக்க, அதிக மின்மறுப்புத் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், அதனால் கம்பிக்கு இடையே மின் தடுப்பு மின்னழுத்தம் தோன்றும். தெர்மோகப்பிளின் நீளத்தில் ஏதேனும் ஒரு இடத்தில் உலோகம் மாறுவதன் மூலமாக (முடிவு பட்டைகள் அல்லது வெப்பமின் இரட்டை வகை கம்பியின் மாற்றங்கள்) புதியதாக வெப்பமின் இரட்டை சந்திகள் உருவாகி அளவீட்டின் துல்லியத்தைப் பாதிக்கக்கூடும்.

மின்னிரட்டைகளின் விதிகள்

ஓரியல்பு பொருட்களின் விதி 
வெப்ப மின்னோட்டமானது, ஒரு ஒற்றை ஓரியல்பு பொருளினால் மட்டுமே ஆன சுற்றில், வெப்பத்தை அளிப்பதால் மட்டுமே நிலைத்திருக்காது, வெப்பமானது அந்த பகுதியில் எவ்வளவு வேறுபாடு கொண்டிருந்தாலும் இது பொருந்தாது. வேறு சொற்களில் கூறுவதென்றால், உள்ளீட்டு மற்றும் வெளியீட்டு கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பாதிப்பதில்லை, இதற்கு எல்லா கம்பிகளும், தெர்மோகப்பிள்களைப் போன்ற பொருட்களினாலேயே செய்யப்பட்டிருக்க வேண்டும்.

இடைநிலை பொருட்களின் விதி 
ஒரு வெவ்வேறு பொருட்களைக் கொண்ட சுற்றில் உள்ள வெப்பமின்னோட்ட விசைகளின் குறியியல் கூட்டுத்தொகையானது, 
எல்லா சந்திகளும் சீரான வெப்பநிலையில் உள்ளபோது பூச்சியமாகும். எனவே ஒரு மூன்றாவது உலோகம் ஏதேனும் ஒரு கம்பியில் சேர்க்கப்பட்டால், மற்றும் இரண்டு சந்திகளும் ஒரே வெப்பநிலையில் இருந்தால், அந்த புதிய உலோகத்தால் எந்தவொரு மின்னழுத்தமும் உருவாக்கப்படாது.

தொடர்ச்சியான அல்லது இடைநிலை வெப்பநிலைகளின் விதி 
இரண்டு வேறுபட்ட ஓரியல்பு பொருட்கள் அதன் சந்திகள் T1 மற்றும் T2 ஆகிய வெப்பநிலைகளில் உள்ளபோது வெப்ப emf1 -ஐ உருவாக்குகிறது மற்றும் அதன் சந்திகள் T2 மற்றும் T3 வெப்பநிலைகளில் உள்ளபோது வெப்ப emf2 -ஐ உருவாக்குகிறது என்றால், சந்திகள் T1 மற்றும் T3 ஆகிய வெப்பநிலைகளில் இருந்தபோது உருவாகும் emf என்பது emf1 + emf2 க்கு சமமாகும்.

வெப்பமின்இரட்டைகள் தேய்மானம் 
மிக அதிக வெப்பநிலைகள் கொண்ட ஃபர்னஸ்களில் பெரும்பாலும் வெப்பக்கூறுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இந்நிலையில் நடைமுறையில் அவற்றின் ஆயுட்காலம் கணக்கிடப்படுகிறது.  உயர் வெப்ப சூழல்களில் உள்ள கம்பிகளின் வெப்ப மின்னோட்ட கெழுக்கள் காலம் மற்றும் அளவு மின்னழுத்த குறைவு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறுகின்றன.   ஒவ்வொரு கம்பியும் ஓரியல்பு தன்மை கொண்டதாக இருந்தால் மட்டுமே, இணைப்புகளின் வெப்பநிலை வேறுபாடு மற்றும் மின்னழுத்த அளவீடு ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள எளிமையான உறவு உண்மையாகும். ஆனால் ஒரு பழைய தெர்மோகப்பிளில் இந்நிலை இருக்காது. அளவீட்டு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க தேவையான உலோகத்தின் பண்புகள் வேறுபட்ட வெப்பநிலை 
மாறுபாடுகளில் இருக்கும். ஒரு காலாவதியான தெர்மோகப்பிளை ஒரு உலையிலிருந்து சிறிதளவு வெளியே எடுத்தால், உயர் வெப்பநிலையில் உள்ள அதன் பகுதிகள் உடனடியாக வெப்பநிலை மாறுபாட்டுக்கு உள்ளாகும்,
இதனால் அளவீட்டு பிழை கணிசமாக அதிகரிக்கும். ஆனாலும், உலையின் ஆழமான பகுதிகளுக்கு ஒரு பழைய தெர்மோகப்பிளை நகர்த்துவதன் மூலம் துல்லியமான முடிவுகளை எடுக்க முடியும்.

வெப்பமின்இரட்டைகள் ஒப்பீடு 
பின்வரும் அட்டவணையானது பலவகை வெப்பமின்இரட்டை  வகைகளின் பண்புகளை விவரிக்கின்றன. தாங்குத்திறன் நெடுவரிசையில், T என்பது வெப்பசந்தியின் வெப்பநிலையை டிகிரி செல்சியஸில் குறிப்பிடுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ±0.0025×T என்ற தாங்குத்திறனைக் கொண்ட தெர்மோகப்பிளானது 1000 °C -இல் ±2.5 °C தாங்குதிறனைக் கொண்டிருக்கும்.

பயன்பாடுகள் 
2300 °C வரையிலான அதிக வெப்பநிலை வரம்பில் அளவிடுவதற்கு தெர்மோகப்பிள்கள் அதிகம் பொருத்தமானவை. மிகச்சிறிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் அதிக துல்லியத்துடன் கணக்கிடப்பட வேண்டிய இடங்களில் இவை குறைவான பொருத்தம் கொண்டவையாகும், எடுத்துக்காட்டாக 0–100 °C வரம்பில் 0.1 °C துல்லியத்துடன் கண்டறிவது. இவ்வகையான பயன்பாடுகளுக்கு தெர்மிஸ்டர்கள் மற்றும் மின்தடை வெப்பநிலை டிடெக்டர்கள் அதிகம் பொருத்தமானவையாகும். இவற்றின் பயன்பாடுகளில் உலைகளுக்கான வெப்பநிலை கணக்கீடுகள், வாயு டர்பைன் புகைப்போக்கி, டீசல் என்ஜின்கள் மற்றும் பிற தொழிற்சாலை செயல்பாடுகள் ஆகியவையாகும்.

எஃகு தொழிற்சாலை 
B, S, R மற்றும் K வகை தெர்மோகப்பிள்கள் எஃகு மற்றும் இரும்பு தொழிற்சாலைகளில் மிக அதிகமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது, இவை எஃகு உருவாக்கும் செயல்முறை முழுவதிலும், வேதியியல் மற்றும் வெப்பநிலைகளை கண்காணிக்கப் பயன்படுகிறது. ஒருமுறைப் பயன்படுத்தக்கூடிய, மூழ்கி வைக்கக்கூடிய S வகை தெர்மோகப்பிள்கள் போன்றவை எலக்ட்ரிக் ஆர்க் ஃபர்னஸ்களில், டாப்பிங்குக்கு முன்பு ஸ்டீலின் வெப்பநிலையைத் துல்லியமாக அளவிட பயன்படுகிறது. சிறிய எஃகு மாதிரியின் குளிர்வடைதல் வரைபடத்தை ஆய்வு செய்வதன் மூலமாக, உருகிய நிலையிலுள்ள எஃகின் கார்பன் அளவைக் கண்டறிய முடியும்.

வெப்பமூட்டும் பொருட்களில் பாதுகாப்பு
போறணைகள் (ஓவன்) மற்றும் வெப்ப நீர் வழங்கிகள் (வாட்டர் ஹீட்டர்) போன்ற பல வாயு-செலுத்தப்படும் வெப்பமூட்டும் பொருட்கள், தேவையான போது முதன்மை கேஸ் பர்னரை எரிய வைக்க பைலட் ஃப்ளேம் என்பதைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது செயலிழந்தால், இந்த வாயுவானது வெளியேற்றப்பட்டு, பெரும் தீ ஏற்படும் ஆபத்து உருவாகும். இதை தடுப்பதற்கு, சில வீட்டு உபயோகப் பொருட்களில், ஃபெயில்-சேஃப் சுற்றில் ஒரு தெர்மோகப்பிளை இணைத்துள்ளனர், இதன் மூலம் எப்போது பைலட் விளக்கு எரிகிறது என்று உணர முடியும்.

தெர்மோகப்பிளின் முனையானது, பைலட் கொழுந்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளது, இது மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும், இந்த மின்னழுத்தத்தின் மூலமாக பைலட்டுக்கு வாயுவைச் செலுத்தும் வால்வ் இயக்கப்படும். பைலட் கொழுந்தானது எரிந்துக்கொண்டிருக்கும் வரை, தெர்மோகப்பிள் தொடர்ந்து சூடாக இருந்து, பைலட் கேஸ் வால்வைத் திறந்த நிலையில் வைத்திருக்கும். பைலட் லைட் அணைந்து விட்டால், தெர்மோகப்பிளின் வெப்பநிலை குறைகிறது, இதனால் தெர்மோகப்பிளில் உள்ள மின்னழுத்தம் குறைந்து வால்வ் மூடப்படுகிறது.

மில்லி வோல்ட் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு என்றழைக்கப்படும், சில அமைப்புகளில் இந்த கருத்தானது முதன்மை கேஸ் வால்வைக் கட்டுப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பைலட் தெர்மோகப்பிளின் மூலமாக உருவாக்கப்பட்ட மின்னழுத்தமானது பைலட் கேஸ் வால்வை இயக்குவது மட்டுமின்றி, முதன்மை கேஸ் வால்வை இயக்கவும் இது ஒரு தெர்மோஸ்டாட்டின் மூலமாக செலுத்தப்படுகிறது. இங்கு, மேலே விவரிக்கப்பட்டவாறு பைலட் ஃப்ளேம் பாதுகாப்பு அமைப்பை இயக்குவது போலன்றி மிக அதிக மின்னழுத்தம் தேவைப்படுகிறது, இதனால் ஒற்றை தெர்மோகப்பிளுக்கு பதிலாக தெர்மோபைல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த மாதிரியான ஒரு அமைப்பு இயங்குவதற்கு, வெளியிலிருந்து எந்தவொரு மின்னாற்றலும் தேவையில்லை, எனவே மின்னாற்றல் இல்லாத நிலைகளிலும் இது இயங்கும், ஆனால் தொடர்புடைய எல்லா அமைப்பு உறுப்புகளும் இதை அனுமதிக்க வேண்டும். பொதுவான ஃபோர்ஸ்ட் ஏர் ஃபர்னஸ்களை இது உள்ளடக்கவில்லை என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். ஏனேனில் இங்கு ப்ளோயர் மோட்டாரை இயக்க வெளிப்புற மின் திறன் தேவை. ஆனால் இந்த அம்சமானது மின் திறனற்ற வெப்ப பரிமாற்ற ஹீட்டர்களுக்கு மிகவும் பயனுள்ளது.

இதே போன்ற வாயு முடக்க பாதுகாப்பு செயல்முறையானது, முதன்மை பர்னர் குறிப்பிட்ட கால அளவுக்குள் எரிகிறது என்பதை உறுதி செய்யவும், சிறிது நேரத்துக்கு பின்னர் கேஸ் சப்ளை வால்வை முடக்கவும் செய்யும் விதமாக தெர்மோகப்பிளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது.

தொடர்ந்து இருக்கக்கூடிய பைலட்டால் இழக்கப்படும் திறனைக் கருத்தில் கொண்டு, பல புதிய பொருட்களின் வடிவமைப்பாளர்கள், எலக்ட்ரானிக முறையில் கட்டுப்படுத்தப்படும் பைலட் இல்லாத இக்னிஷனுக்கு மாறி விட்டனர், இதனை இடைநிலை இக்னிஷன் என்றும் அழைக்கிறார்கள். தொடர்ந்து இருக்கும் பைலட் ஃப்ளேம் இல்லாததால், இவற்றில் வாயு சேகரமாகிவிடும், கொழுந்து பெரிதாக எரியக்கூடிய ஆபத்து இல்லை, எனவே இந்த பொருட்களில் தெர்மோகப்பிள் அடிப்படையிலான பாதுகாப்பு பைலட் பாதுகாப்பு ஸ்விட்ச்கள் எதுவும் தேவையில்லை. ஆனால் இந்த வடிவமைப்புகளில், தொடர்ச்சியான மின்சாரம் இல்லாத இயக்கம் போன்ற நன்மைகள் இல்லாததால், ஸ்டாண்டிங் பைலட்களும் இன்னும் சில பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. தற்கால மாடல் வாட்டர் ஹீட்டர்கள், கேஸ் பர்னர்களை எரியூட்ட நீரின் ஓட்டத்தின் மூலமாக மின்சாரம் தயாரிக்கப்படுகிறது, இதனுடன், வாயு தீப்பற்ற தவறினால் அல்லது கொழுந்து அணைந்து விட்டால் வாயுவின் பயன்பாட்டைத் தடுக்க ஒரு கட்-ஆஃப் சாதனமாக தெர்மோகப்பிளும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தெர்மோபைல் ரேடியேஷன் சென்சார்கள் 

தெர்மோபைல்கள், கதிரியக்கத்தின் அடர்த்தியைக் கணக்கிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன, பொதுவான ஒளி அல்லது அகச்சிவர்ப்பு ஒளி போன்றவை, இவை வெப்ப சந்திகளை சூடாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் குளிர் சந்திகள் வெப்ப சிங்க்கில் இருக்கின்றன. வணிகரீதியாக கிடைக்கும் தெர்மோபைல் சென்சார்களைக் கொண்டு, ஒரு சில μW/cm2 அளவுக்கு கதிரியக்க அடர்த்திகளை மட்டுமே அளவிட முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, சில லேசர் திறன் மீட்டர்கள் இம்மாதிரியான சென்சார்களை அடிப்படையாக கொண்டவை.

உற்பத்தி 
மாதிரி மின்சார மற்றும் எந்திரவியல் பொருட்களை சோதிக்க பெரும்பாலும் தெர்மோகப்பிள்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, மின்னோட்டம் தாங்கும் திறனுக்காக சோதிக்கப்படும் ஸ்விட்ச்கியர்களில், தெர்மோகப்பிள்கள் இணைக்கப்பட்டு, வெப்ப இயக்க சோதனை செய்யப்படலாம், இது மதிப்பிடப்பட்ட மின்னோட்ட அளவுகளில் வடிவமைப்பு வரம்பை மீறிய வெப்பநிலைகள் எட்டப்படவில்லை என்பதை உறுதி செய்யப் பயன்படும்.

ரேடியோ ஐசோடோப்பு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்கள்
ரேடியோஐசோடோப் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்களில் மின்சாரத்தை உருவாக்கவும் தெர்மோபைல்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்.

செயல்முறை நிலையங்கள் 
வேதிப்பொருள் உற்பத்தி மற்றும் பெட்ரோலிய சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் பெரும்பாலும், வெப்பநிலையுடன் தொடர்புடைய செயல்களைப் பதிவு செய்யவும் கட்டுப்படுத்தவும் கணினிகளைப் பயன்படுத்துவார்கள், இந்த செயல்களில் பல வெப்பநிலைகள், பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான வெப்பநிலைகள் பயன்படுத்தப்படும். அம்மாதிரியான நிலைகளில், பல தெர்மோகப்பிள் முனைகள் ஒரு பொதுவான மாதிரி தொகுதிக்கு கொண்டுவரப்படும், (ஒரு பெரிய தாமிர தொகுதி) இதில் ஒவ்வொரு சர்க்யூட்டுக்கான இரண்டாவது தெர்மோகப்பிள் இருக்கும். இதில் அந்த தொகுதியின் வெப்பநிலையானது ஒரு தெர்மிஸ்டரின் மூலம் கண்டறியப்படுகிறது. அளவிடப்பட்ட ஒவ்வொரு இடத்திலும் வெப்பநிலையைத் தீர்மானிக்க எளிய கணக்கீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மேற்கோள்கள்

வெளி இணைப்புகள்

Thermocouple Operating Principle – University Of Cambridge
Thermocouple Drift – University Of Cambridge
Two Ways to Measure Temperature Using Thermocouples

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  Temperature Measurement with Thermocouples, RTD and IC Sensors.
Data table: Thermocouple wire sizes

வெப்பமானிகள்
உணரிகள்
வெப்பமின்னியல்
கூகுள் தமிழாக்கம்-அறிவியல்