Termoelementets temperatursensor skylder sin succes til dens store alsidighed. Det giver dig mulighed for at skabe termiske prober, der passer til mange anvendelsesområder. Driften af termoelementet er baseret på et fænomen kaldet Seebeck termoelektriske effekt, teoretiseret af fysikeren af samme navn. Temperaturen udledes af det elektriske spændingsniveau, der genereres af temperaturændringen i termoelementet. Men hvad er driftsmekanismen for termoelementer? Her er nogle nøgler til bedre at forstå temperatursondens hemmeligheder og hjælpe dig med at vælge den, der passer til dine behov.
Driften af termoelementer er baseret på termoelektrisk spænding
Et termoelement er en sensor til forskellige områder (industri, kemi, fødevareforarbejdning osv.) og i forskellige miljøer til at måle temperatur. Den indeholder to ledende metal- eller metallegeringstråde af forskellige typer.
Princippet for drift af termoelementer
Disse ledninger er forbundet med to typer loddemidler, det varme punkt og det kolde punkt. Hot spot er i retning af det miljø, hvis temperatur vi ønsker at måle. Varmsvejsning har ofte beskyttelse af en metalkappe. For at forhindre, at den nedbrydes af det miljø, den er placeret i. Kuldepunktet skal forblive på en kendt temperatur. Under temperaturmåling kan det kolde kryds holdes på en præcis temperatur via en kølemekanisme. Det er også muligt at måle dens temperatur og derefter udføre en differentialberegning.
Når termoelementets varme punkt udsættes for varme eller kulde, ændres elektrondensiteten for hver metaltråd. Temperaturvariationer inducerer en dynamisering af elektronerne, de vil derefter bevæge sig mod den koldere side af de ledende ledninger. Måleudstyr bruges til at evaluere denne elektromotoriske kraft. Den måler strømmen, der kommer ind i optagerboksen i enderne af hver af de to ledninger. Nogle enheder viser spændingen, andre viser temperaturen beregnet i henhold til termoelementets specifikationer.
Forholdsregler at tage for optimal drift af termoelementer
Hvis de to metaltråde er svejset og f.eks. ikke flettet sammen, er det for at garantere, at kontakten bevares trods ydre forhold såsom vibrationer. Der er flere sammenføjningsteknikker: tinlodning, sølvlodning, elektrisk lodning osv. Svejsning må ikke udføres ved for høj temperatur for ikke at ændre legeringstrådene, hvilket ville ændre termoelementets funktion.
Da det er meget svagt, kan det ske, atelektrisk interferens kan forstyrretermoelementsignalet. En støjende motor placeret i nærheden af temperatursonden kan også forstyrre termoelementets drift og dermed forvrænge resultaterne. Det kan så være nødvendigt at kalibrere den igen.
Det er vigtigt at bruge den rigtige type termoelement og passende beklædning til mediet, der skal måles. Et fejlkalibreringsfænomen kan opstå, når eksterne elementer såsom for høj temperatur forårsager diffusion af metalpartikler ind i termoelementets metaller. Fejlkalibreringen kan også komme fra slid på den isolerende kappe, hvilket forårsager kontakt mellem de to ledninger.
Hvordan vælger du dit termoelement?
Valget af termoelementer afhænger af temperaturmåleområdet i grader Celsius af mediet, der skal måles, og den forventede responstid.
Måltemperaturområdet og responstid
I teorien kan alle slags metallegeringer kombineres for at danne et termoelement. Men 8 typer af termoelementer bruges hovedsageligt. De er genstand for en europæisk standard og optræder i en klassificeringi henhold til kombinationer af metaller, som udgør dem. Typerne J, K, T og E er de mest almindelige takket være deres moderate pris og flere anvendelsesmuligheder. De tillader måling af høje temperaturer. Type R, S og B termoelementer bruges til at måle meget høje temperaturer. De indeholder ædelmetaller, derfor en højere indkøbspris.
For at undgå falske resultater er det vigtigt at bruge den korrekte type termoelement til din applikation. Faktisk har hver af disse typer sine egne karakteristika, såsom måleområde temperatur, der tilbyder optimal termoelementdrift. For at opnå de mest præcise data som muligt, har vi derfor matchet temperaturområdet, der skal måles, med det optimale område for typen termoelement. Visse metaller med særlig modstandsdygtighed skal bruges til specifikke miljøer (syreholdige, basiske, højtryks osv.).
Responstiden varierer afhængigt af typen af kryds for enden af termoelementet. I tilfælde af det blottede kryds er krydset ikke i den beskyttende kappe. Kontakt med omgivelserne er direkte, responstiden er derfor hurtig.
Kompatibilitet med applikationsdomænet
Når du vælger en sensor til en målesonde, skal du først definere de variabler, du vil måle. Du har for eksempel mulighed for at vælge en fugt- og temperatursensor. Du kan vælge en programmerbar sender til at konfigurere de ønskede parametre.
For at vælge en elektronisk sonde foretrækkes det at vælge en måleenhed, der er let at håndtere for brugerne og tilpasset miljøet. For eksempel er det en anbefaling at slukke for sensorernes LCD-skærme over en udetemperatur på 70°C. For at overvåge temperaturen med kontakt og eksternt kan du vælge en enhed, der kombinerer infrarødt termometer og termoelement.
Blandt de mest brugte sensorer er der også termistorer. Disse sensorer fungerer efter et princip tæt på termoelementets, da de reagerer på temperaturvariationer ved at ændre deres modstand. Termistorer er enten NTC (negativ temperaturkoefficient) eller PTC (positiv temperaturkoefficient). Disse to typer termistorer afhænger af de materialer, de er lavet af.
Gå videre på termoelementer
For at gå videre til emnet termoelementer anbefaler vi også disse artikler:
- Termoelement sonde kategori
- Hvad er de forskellige typer termoelementer
- Kalibrering af et termoelement
- Hvordan måles temperatur med termoelement?
- Termoelementets responstider efter type
- Termoelementkurver efter type
- Hvordan tester man et termoelement?
- Termoelement måleområde
- Termoelement konvertering tabel
- Termoelementer
