Thermoelemente

ALLGEMEINE MERKMALE
Die Thermoelemente sind Temperatursensoren, die mit zwei verschiedenen Leitern arbeiten, die an ihren Enden verbunden sind. Im Inneren befindet sich eine elektrische Schaltung, die aus zwei Metallleitern aus unterschiedlichem Material besteht, die an ihren Enden miteinander verschweißt sind.

Bei Vorhandensein einer Temperaturdifferenz zwischen den beiden Übergängen wird eine Stromzirkulation erzeugt, cd.d. elektromotorische Kraft für den Fall, dass eine der beiden Verbindungen geöffnet wird, was proportional zur Temperaturdifferenz ist; Diese Übergänge werden als “hot junction” bezeichnet (üblicherweise auch als “measuring joint” bezeichnet), der direkt der zu messenden Temperatur ausgesetzt ist, und als Vergleichsstelle zwischen den Thermoelementleitungen und dem Messkreis Während die Terminals Raumtemperatur haben; die Potentialdifferenz zwischen ihnen ist proportional zur Differenz zwischen der zu erfassenden Temperatur und der Umgebungstemperatur.

Die Polarisation und Intensität der erzeugten elektromotorischen Kraft hängt nur von der Art der zwei Metalle ab, aus denen das Thermoelement besteht, und von der Temperatur, der die beiden Verbindungen ausgesetzt sind.

Damit das Thermoelement eine gegebene Prozesstemperatur messen kann, muss die Vergleichsstelle eine bekannte Temperatur haben (normalerweise 0 ° C), so dass die erzeugte Stromschleife (elektromotorische Kraft) nur von der Temperatur der Vergleichsstelle abhängt.

Technische Hauptparameter:

• Temperaturbereich, in dem das Thermoelement arbeiten kann oder die maximale Betriebstemperatur
• Spannung geliefert

Diese Parameter hängen von den Materialien ab, aus denen das Thermoelement besteht.

Die Vorteile bei der Verwendung von Thermoelementen :

• Möglichkeit der Messung eines breiten Temperaturbereichs (in der Größenordnung von 2000 ° C);
• Möglichkeit, Materialien zu verwenden, die gegen verschiedene Umweltbedingungen beständig sind
• Thermoelemente sind Temperatursensoren mit geringen Kosten.

Im Gegensatz dazu gibt es keine besonderen Nachteile oder Nachteile bei ihrer Verwendung, abgesehen von dem Mangel an Linearität und den niedrigen Niveaus der Ausgangsspannung.

Die Art des Thermoelements hängt von den Metallen ab, die die Leiter bilden, und kann wie folgt zusammengefasst werden:

Haupttypen von Thermoelemente		Temperaturgrenzen (°C)	Beschreibung
Symbol	Materialien verwendet
S	Pt10%Rh – Pt	-50 / 1760°C	Vorteile:  Thermoelement auf Edelmetallbasis (Platin und Rhodium) Sehr genaue Temperaturmessung. Sehr beständig gegen hohe Temperaturen Häufig in Gegenwart von oxidierenden Atmosphären verwendet. Nachteile: Nicht sehr geeignet für die Verwendung in Atmosphären, die Metalldämpfe enthalten.
R	Pt13%Rh – Pt	-50 / 1760°C	Siehe die gleichen Eigenschaften des Thermoelements vom “S” -Typ wie angegeben, jedoch mit unterschiedlichen Anteilen der zwei Edelmetalle (Platin und Rhodium).
B	Pt30%Rh – Pt6%Rh	0 / 1820°C	Vorteile: Thermoelement auf der Basis von Edelmetallen (Platin und Rhodium); der höhere Prozentsatz an Rhodium im Vergleich zu den vorherigen Typen, die als “S” und “R” bezeichnet werden, machen die Thermoelemente des Typs “B” beständiger gegenüber hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen.
E	Cr – Co	-270 / 1000°C	Vantaggi: Thermoelement mit hoher thermoelektrischer Leistung, das die Eigenschaften des positiven Pols des Thermoelements “K” mit denen des negativen Pols des Thermoelements Typ “J” kombiniert. Sehr gut geeignet für den Einsatz in oxidierenden Atmosphären.
J	Fe – Co	-210 / 1200°C	Vorteile: Fe / Co-Thermoelement (mit positivem Pol in Eisen und negativem Pol in Costantana, dh eine Cu / Ni-Legierung, basierend auf Kupfer und Nickel). Besonders geeignet zum Messen von Durchschnittstemperaturen in reduzierenden Atmosphären, die Wasserstoff und Kohle enthalten. Nachteile: Die Anwesenheit des Eisens im Inneren beeinflusst seine gute Funktion in oxidierenden Atmosphären.
K	Cr – Al	-270 / 1370°C	Vorteile: Thermoelement auf der Basis von Nickel enthaltenden Legierungen, wodurch es besonders für die Messung hoher Temperaturen in oxidierenden Atmosphären geeignet ist./li> Nachteile: Auf der anderen Seite kann das Thermoelement vom “K” -Typ nicht in reduzierenden Atmosphären verwendet werden
T	Cu – Co	-270 / 400″C	Vantaggi: Thermoelement, das genaue Messungen bei niedrigen Temperaturen in oxidierenden und reduzierenden Atmosphären ermöglicht.
N	Nicrosil – Nisil	-270 / 400°C (*) 0 / 1300°C (**)	Vorteile: Thermoelement für hohe Temperaturen ähnlich dem Thermoelement “K”, jedoch mit geringerer Hysterese (*) Thermoelement mit Drähten mit einem Durchmesser von 0,32 mm (**) Thermoelement mit Drähten mit einem Durchmesser von 1,63 mm
W3	W3%Re- W25%Re	0 / 2310°C	Vantaggi: Ideales Thermoelement zur Messung sehr hoher Temperaturen Es besteht aus einem positiven Wolframpol (enthält 3% Rhenium) und einem negativen Wolframpol (enthält 25% Rhenium) Besonders beständig in reduzierenden Atmosphären und in Gegenwart von Wasserstoff oder anderen inerten Gasen. Nachteile: Auf der anderen Seite kann das Thermoelement vom Typ “W3” nicht in Luft oder in oxidierender Atmosphäre verwendet werden.
W5	W5%Re – W26%Re	0 / 2310°C	Vorteile: Es hat die gleichen Eigenschaften wie das Thermoelement vom Typ “W3”, auch wenn es einen höheren Anteil an Renio enthält, was seine mechanische Beständigkeit erhöht.

Es gibt zwei Arten von Thermoelementen:

1. Thermoelemente mit traditioneller Isolierung
2. Mineralisolierte Thermoelemente .

Thermoelementtyp	Reaktionsgeschwindigkeit	Galvanische Trennung	Vibrationsbeständigkeit	Druckfestigkeit
Traditionelle Isolierung	Messe	Gut	Messe	Gut
Mineralische Isolierung (MgO)	Gut	Gut	Gut	Gut

Die Thermoelemente mit traditioneller Isolierung bestehen aus: Thermoelementen mit traditioneller Isolierung (Zusammensetzung):

1. Messstelle (oder heiße Verbindung): Dies ist der Bereich, in dem die zwei Thermodrähte miteinander verbunden sind; Da es sich um eine kleine Größe handelt, können wir die Messung mit punktförmigen Thermoelementen in Betracht ziehen. Die Ausführung dieser Verbindung muss so erfolgen, dass keine mechanischen Spannungen auf die beiden Leiter ausgeübt werden (insbesondere in Bezug auf Thermoelemente auf der Basis von Edelmetallen), da diese, sobald sie einmal in der Temperatur sind, den korrekten Betrieb des Thermoelements gefährden würden.
2. Thermoelementdrähte : Sie müssen entsprechend den Nutzungsbedingungen ausreichend dimensioniert sein; Es ist möglich, zwei oder mehr Thermoelemente in dieselbe Sonde einzusetzen.
3. Keramische Isolatoren : Sie dienen dazu, die Thermodrähte über die gesamte Länge der Sonde zwischen diesen und zum Außenmantel hin isoliert zu halten.
4. Schutzhülle : hat den Zweck, die Thermodrähte zu schützen; in der Tat, in direktem Kontakt mit dem Prozess, ist es wichtig, dass die Schutzhülle das am besten geeignete Material ist und dass es spezifische Abmessungen hat. In der Regel metallisch, wenn die Prozesstemperatur sehr hoch ist, kann es auch aus keramischem Material bestehen. Unter besonderen Bedingungen sollte die Ummantelung mit einem weiteren Schutz versehen sein, der als Schutzrohr bezeichnet wird.
5. Anschlusskopf : enthält einen Anschlussblock aus isolierendem Material, normalerweise Keramik, der die elektrische Verbindung des Thermoelements ermöglicht; Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen können diese Thermoelemente auch mit ATEX-Deflagrationsanschlüssen ausgestattet werden. Ein Wandler mit 4-20mA-Ausgang kann anstelle der Klemmenleiste installiert werden.

Mineraldämm-Thermoelemente MgO(Zusammensetzung):

Dies sind Thermoelemente , die es ermöglichen, hohe Leistungen und eine lange Lebensdauer zu erreichen, angesichts der ausgezeichneten Technologien, mit denen sie gebaut werden, und ihrer mechanischen Eigenschaften, auch in sehr kleinen Abmessungen eingeschlossen 0,5 mm Durchmesser), aber auch sehr lang. Ihre Schutzhülle kann selbst sehr enge Biegeradien aushalten.

1. Messverbindung : Die zwei Leiter, aus denen das Thermoelement besteht, sind im Inneren des mineralisolierten Kabels verbunden. Die heiße Verbindung kann isoliert, geerdet oder freigelegt sein.
2. Thermoelementdrähte : Im Inneren des MgO-isolierten Kabels befinden sich zwei, vier oder sechs Drähte; Daher kann das Thermoelement einfach, doppelt oder dreifach sein.
3. Mantel mit Mineralisolierung : besteht aus einer Metallhülle, die die isolierten Leiter zwischen ihnen und der Hülle selbst enthält; dies geschieht durch sehr reine und hochkomprimierte Metalloxide; die Standardisolierung ist Magnesiumoxid MgO.
4. Anschlusskopf : enthält einen Anschlussblock aus isolierendem Material, normalerweise Keramik, der die elektrische Verbindung des Thermoelements ermöglicht; Verwenden Sie explosionsgeschützte Gehäuse. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen können diese Thermoelemente auch mit ATEX-Deflagrationsanschlüssen ausgestattet werden. Ein Wandler mit einem 4-20mA -Ausgang kann anstelle des Klemmenbretts installiert werden.

Die folgende Grafik zeigt die benötigte Zeit für ein Thermoelement mit Isolierung

Mineral zu erreichen 63,2% der thermischen Differenz in Wasser mit einer Geschwindigkeit von 0,4 m / s gemessen