Thermocouples: Principles, Materials, Compensation, & Selection for Temperature Measuremen, Study notes of Sustainability Management

Download Thermocouples: Principles, Materials, Compensation, & Selection for Temperature Measuremen and more Study notes Sustainability Management in PDF only on Docsity! Lecture 36: Temperatue Measurements    Contents  Principle of thermocouples  Materials for themocouples  Cold junction compensation  Compensating wires  Selection of thermocouples  Illustration of gas temperature correction        Key Words: Thermocouple, Seeback Effect, Furnace, emf    Principle of Thermocouples   When two dissimilar metals such a iron and copper are gained to form a closed circuit, current flow  when one junction is at higher temperature and the other one is at lower temperature as shown in the  figure.      Figure 36.1: Principle of measurement of temperature by a thermocouple    Docsity.com The emf driving the current is called a thermoelectric emf and the phenomenon is known as  thermoelectric effect or Seeback effect.  Usually a thermoelectric emf is very small. A pair of dissimilar metals welded together at their junction  forms what is called a thermocouple. When several thermocouples are arranged in series, the emf is  added together to give an appreciable output, this arrangement is called thermopile as shown in the  figure.    Figure 36.2: Arrangement of thermocouple to form a thermopile     When two dissimilar metals are joined together, the free electrons move randomly across the junction.  Because of the different atomic structure of each metal, electrons pass more readily across the  boundary in one direction than in other. This results in displacement of charges, making one metal  positive and other negative.     Materials for thermocouple:  1. Melting point of thermocouple materials must be higher than the measuring temperature.  2. The dissimilar materials on joining should be able to produce large emf for accuracy of  measurements.  3. Temperature is determined indirectly i.e. through calibrations of emf with temperature. As  for as possible, the linear variation of emf with temperature is desired.  4. Thermocouple materials should be resistant to atmospheres in furnaces.  Available thermocouples.  Type   Positive wire  (+ve)  Negative wire  (‐ve)  Maximum  temperature ( )  Suitable  under  T  C Ni Cu 370 .   Oxidizing &  reducing  S  Pt Rh   Pt  1700 .    Oxidizing &  inert   N  Ni Cr Si . Ni . Si . Mn . 1260 .   Oxidizing &  inert   Docsity.com