Et termoelement er en sensor for måling av temperatur. Termoelementer er allsidige temperatursensorer og brukes ofte til en lang rekke bruksområder, fra industrielle termoelementer til standard termoelementer som brukes i husholdningsapparater og -utstyr.
Termoelementføleren er et uunnværlig instrument for temperaturmåling i mange industrielle og vitenskapelige applikasjoner. Takket være sin robusthet, nøyaktighet og brede måleområde er det mye brukt innen så forskjellige områder som metallurgi, energiproduksjon, kjemisk industri og vitenskapelig forskning.
Enheten fungerer etter prinsippet om Thomas Johann Seebeck-effekten, oppkalt etter fysikeren av samme navn, der det oppstår en spenning mellom to ulike metaller når de utsettes for en temperaturforskjell. Denne spenningen omdannes deretter til en temperaturmåling.
Til tross for sin tilsynelatende enkelhet krever termoelementer en grundig forståelse av hvordan de fungerer, hvilke typer som finnes, samt monterings- og kablingsteknikker for å sikre pålitelige og nøyaktige målinger.
La oss se nærmere på de ulike termoelementtypene, virkemåte, installasjons- og koblingsmetoder og beste praksis for å optimalisere bruken av termoelementer i en rekke ulike bruksområder.
Termoelementet fungerer ved at det kombinerer to ulike metaller som er koblet sammen i den ene enden, kalt "hot junction". Når det oppstår en temperaturforskjell i denne forbindelsen, skapes det en elektrisk strøm i kretsen, noe som genererer en elektromotorisk kraft (EMK). Verdien av denne EMK avhenger av egenskapene til metallene som brukes, og temperaturforskjellen mellom den varme overgangen og en referanseovergang, ofte kalt en "kald overgang".
Metallene som brukes i termoelementene, er av jevn kvalitet, noe som gjør at enheten tåler ulike temperaturgradienter langs lengden uten at EMF endres. Dette betyr at termoelementet kan måle temperaturer nøyaktig, selv under varierende forhold.
Måleutstyr som digitale skjermer, programmerbare logikkregulatorer og temperaturregulatorer er utformet for å kunne ta imot termoelementer direkte. De håndterer automatisk kaldpunktskompensasjon, noe som er avgjørende for nøyaktige avlesninger.
Legeringene som brukes til å produsere termoelementer, er vanligvis tilgjengelige i trådform, noe som gjør dem enklere å produsere og håndtere.
For å velge det termoelementet som passer best til ditt bruksområde, er det viktig å :
Hver type termoelementprobe har spesifikke utgangskarakteristikker (spenning) og krever riktig kalibrering og måleutstyr for å sikre nøyaktige og pålitelige avlesninger.
Termoelementer har en rekke fordeler som gjør dem uunnværlige i mange industrielle og vitenskapelige applikasjoner.
De viktigste fordelene med termoelementer er blant annet :
Termoelementer har imidlertid også en rekke ulemper:
Ved å veie disse fordelene og ulempene opp mot hverandre kan man avgjøre om termoelementer egner seg for en spesifikk applikasjon. I miljøer der det er behov for rask og pålitelig temperaturmåling til en lav kostnad, er termoelementer ofte den ideelle løsningen.
Montering og kabling av en termoelementprobe er avgjørende for å sikre nøyaktige og pålitelige temperaturmålinger. Her er de viktigste trinnene og hva du bør tenke på:
Ved å følge disse anbefalingene kan montering og kabling av en termoelementprobe utføres effektivt, noe som sikrer optimal ytelse for instrumenteringen.
Termoelementer utsettes ofte for tøffe omgivelser med elektriske, elektromagnetiske og andre forstyrrelser. For å kompensere for forstyrrelser i temperaturmålingen forårsaket av disse parasittene, er termoelementer med metallmantel utstyrt med en isolasjonsmotstand mellom ledningene og beskytteren.
Denne isolasjonsmotstanden, som kontrolleres nøye på fabrikken, ligger mellom 1000 og 5000 MW minimum ved 100 til 500 Vdc, avhengig av termoelementets diameter og omgivelsestemperatur. Disse spesifikasjonene gjelder for termoelementer som er mindre enn 1 meter lange, i samsvar med gjeldende standarder.
Det er viktig å merke seg at disse motstandsverdiene synker når termoelementet utsettes for høye temperaturer, helt til de blir nesten null ved svært høye temperaturer. Effektiv isolering av termoelementer er derfor avgjørende for å sikre nøyaktige og pålitelige målinger, spesielt under ekstreme temperaturforhold og i forstyrrede omgivelser.
Derfor bør måleinstrumenter med galvanisk skille mellom inngang og utgang eller inngang og utgang og strømforsyning alltid foretrekkes.
Et termoelement er en temperatursensor som består av to ledninger av ulike metaller som er sveiset sammen i den ene enden, den såkalte varmeforbindelsen. Når denne forbindelsen utsettes for en temperatur, genererer den en elektrisk spenning som er proporsjonal med temperaturen på grunn av Seebeck-effekten.
De viktigste typene termoelementer er :
Et termoelement fungerer ved å måle forskjellen i elektrisk potensial mellom den varme overgangen og en referanseovergang, som ofte holdes ved en kjent temperatur. Spenningen som produseres, konverteres til en temperaturmåling ved hjelp av kalibreringstabeller.
Cold junction refererer til referansekrysset på et termoelement, der ledningene er loddet til metallterminaler. Cold junction-kompensasjon er en teknikk som brukes til å kompensere for temperaturvariasjoner i dette krysningspunktet for å sikre nøyaktige målinger.
Valget av termoelement avhenger av en rekke faktorer:
Termoelementer er laget av ulike kombinasjoner av metaller og legeringer, for eksempel :
Seebeck-effekten er fenomenet som gjør at en temperaturforskjell mellom to ulike materialer genererer en elektrisk spenning. Denne effekten er grunnlaget for termoelementer.
Kalibrering av et termoelement innebærer å sammenligne målingene med en kjent standard ved ulike temperaturer og justere avlesningene deretter for å sikre nøyaktighet.
Termoelementer brukes i mange sektorer og bruksområder, blant annet :
Oppdag
