Hvad er de forskellige typer termoelementer?

5 min læst
image 'MAG
Del
Quels sont les différents types de thermocouples ?

Termoelementsensorer er en del af temperatursonder, der bruges i mange professionelle sektorer. Det er en teknologi, der både er nem at bruge og økonomisk. Det giver også en kort responstid på termiske variationer. De forskellige typer termoelementer dækker mere eller mindre udvidede temperaturområder med varierende præcision. Valget af deres junction og deres kolde junction kompensationssystem gør dem anvendelige i forskellige miljøer. 

For at identificere termoelementet bedre egnet til dit anvendelsesområde og dit budget, er det vigtigt at forstå, hvordan det fungerer, og at skelne dets typologier.

Hvad er et termoelement?

Termoelementet er en af ​​de to mest almindelige typer temperatursensorer.

Sådan fungerer termoelementet

Et termoelement, eller termoelektrisk par, består af to ledninger lavet af forskellige ledende metaller. Ledningerne er forbundet med to typer loddemidler,hot spot og cold spot. Også kaldet referencekryds. Der skabes en elektrisk spænding når det varme kryds har en ændring i temperaturen. Vi vil derefter måle forskellen i elektrisk potentiale mellem det varme kryds og det kolde kryds for at måle temperaturen. Det er det, vi kalder Seebeck termoelektriske effekt, opkaldt efter den tyske fysiker Thomas Johann Seebeck, som teoretiserede dette fænomen i 1821.

Et voltmeter giver dig mulighed for at måle Spændingen genereret i de ledende metaltråde som funktion af temperaturvariation. Vi beregner potentialforskellen (elektromotorisk kraft) mellem det varme kryds og det kolde kryds. Derefter en sender af temperatur konverteret disse data i grader Celsius. Konverteringen af ​​spænding til temperatur udføres ved hjælp af en referencetabel og afhænger af de typer metaller, der udgør termoelementet. Faktisk er den termoelektriske følsomhed af hvert metal forskellig. En Seebeck-koefficient blev tildelt hvert materiale baseret på denne følsomhed.

Opretholdelse af temperaturen i referencekrydset

For at termoelementsonden kan give information med høj præcision, skal den kolde overgang være ved en stabil eller målbar temperatur. Du skal vide, at dette referencekryds i virkeligheden generelt er sammensat af to forskellige svejsninger. Der er adskillige metoder til kompensation for kolde krydser, som især bruges, når den omgivende temperatur kan variere. Isvandsbadet er en simpel metode, der holder svejsningen ved 0°C. I praksis er det meget nyttigt i laboratoriet, men det kan være komplekst at implementere i et industrielt miljø. Det er også muligt at bruge et andet måleinstrument , som overvåger referencepunktets temperatur. Da måletabellerne generelt er opstillet ud fra en kold overgangstemperatur på 0°C, skal der herefter foretages en beregning under hensyntagen til den målte temperatur.

Når afstanden mellem målepunktet og måleapparatet er stor, kan det være nødvendigt at tilføje en forlængelse. Materialet i dette kabel skal være af identisk kalibrering med typen af ​​termoelement for at undgå falske målinger. En løsning er at bruge det samme materiale direkte, hvilket kan være dyrt, så er dette et forlængerkabel. Det er også muligt at bruge et kompensationskabel, lavet af metaller, der er forskellige fra termoelementets.

Typer af standardiserede termoelementer

Designet af termoelementsensorer er lavet af alle slags metaller. Men der bruges hovedsageligt 8 typer termoelementer. Det er de typer termoelementer, der er omfattet afden europæiske standard IEC 60584.1. Denne standard lister termoelementer ved at angive dem med et bogstav og et navn, hvor det positive element er først.

De mest anvendte typer termoelementer

  • Type K (Chromel (Nikkel-Chromium legering) / Alumel (Nikkel-Aluminium legering)) er det mest udbredte termoelement i branchen. Den dækker et bredt temperaturmåleområde fra -200 til 1200°C. Dens pris er billig, og dens følsomhed er omkring 41uV/°C.
  • Type J termoelementet (jern/konstantan (kobber-nikkel-legering)) er nyttigt i et reducerende miljø. Den måler temperatur over et område fra -40 til 750°C. Det bør ikke bruges over 760°C, da dette kan forårsage en magnetisk transformation, der fører til permanent dekalibrering. Tilstedeværelsen af ​​jern gør det følsomt over for oxidation, det tilbydes ofte med en kappe af rustfrit stål.
  • Le type T (kobber/konstantan (kobber-nikkel-legering)) bruges hovedsageligt i laboratoriet over et område -185 til 300°C. Det er meget stabilt på lavtemperaturmålinger og kryogenicitet.
  • Type E (Chromel (Nikkel-Chrom-legering) / Constantan (Kobber-Nikkel-legering)) er velegnet til temperaturmålinger mellem -40 og 800 °C. Det anbefales til brug i et vakuum, inert gas, moderat oxiderende eller reducerende miljø.

Typer af termoelementer forbeholdt høje temperaturer

  • Type N (Nicrosil (Nikkel-Chromium-Silicon legering) / Nisil (Nikkel-Silicon legering)) nyder godt af høj stabilitet og modstandsdygtighed over for oxidation. Den bruges til at måle høje temperaturer, op til over 1280°C over korte perioder. Den har den fordel, at den kan fås til en billigere pris end andre typer termoelementer til høje temperaturer, B, R eller S, som indeholder platin.
  • typerne S (Platinum Rhodium Plated 10% / Platin) og R (Platinum Rhodium Plated 13% / Platin) har lignende egenskaber. De bruges til måling af høje temperaturer, dvs. over 1000°C og op til 1600°C. På grund af sin høje stabilitet anvendes Type S som standard for smeltepunktet for guld (1064,43°C).
  • Type B termoelementet (Platinum Rhodium belagt 30% / Platinum Rhodium belagt 6%) er designet til temperaturmåling op til 1.600 °C kontinuerligt og 1.800 °C top.

Valget af en temperatursonde er ikke begrænset til typen af ​​termoelement, skal de øvrige elementer, der udgør det, også bedst opfylde dine behov. Thermometre.fr-rådgivere er tilgængelige for at rådgive dig om den type sonde, du har brug for. De designer også sammen med dig den skræddersyede sonde, der passer bedst til din applikation.

Gå videre på termoelementer

For at gå videre til emnet termoelementer anbefaler vi også disse artikler:

Efterlad en kommentar

Bemærk venligst, at kommentarer skal godkendes, før de offentliggøres.