Thermokoppel temperatuursensor

Een thermokoppel, of thermo-elektrisch koppel, bestaat uit twee geleidende metalen draden verschillend. De draden zijn verbonden door twee soorten lassen, hot spot en cold spot, ook wel een referentieknooppunt genoemd. Wanneer de hot junction wordt blootgesteld aan een temperatuurverandering, ontstaat er een elektrische spanning. We zullen dan het elektrische potentiaalverschil meten tussen de hete junctie en de koude junctie om de temperatuur te meten. Dit heet het Seebeck thermo-elektrisch effect, genoemd naar de Duitse natuurkundige Thomas Johann Seebeck die dit fenomeen in 1821 theoretiseerde.

De spanning die wordt gegenereerd in de geleidende metalen draden als functie van de temperatuurvariatie wordt gemeten met een voltmeter. Wij berekenen de potentiaalverschil (elektromotorische kracht) tussen de hete junctie en de koude junctie, dan worden deze gegevens door een temperatuurzender omgezet in graden Celsius. De omzetting van spanning naar temperatuur gebeurt met behulp van een referentietabel en hangt af van de soorten metalen waaruit het thermokoppel bestaat. Inderdaad, de thermo-elektrische gevoeligheid van elk metaal is anders. EEN Seebeck-coëfficiënt werd aan elk materiaal toegewezen op basis van deze gevoeligheid.

Om ervoor te zorgen dat de thermokoppelsonde zeer nauwkeurige informatie geeft, moet de koude las op een stabiele of meetbare temperatuur. U moet weten dat deze referentieverbinding eigenlijk over het algemeen uit twee verschillende metalen bestaat.

Wanneer de afstand tussen het meetpunt en het apparaat maatvoering belangrijk is, kan het nodig zijn om een ​​verlengstuk toe te voegen. Het materiaal van deze kabel moet van een kalibratie identiek aan het type thermokoppel om valse metingen te voorkomen. Een oplossing is om direct hetzelfde materiaal te gebruiken, wat duur kan zijn, het is dan een verlengingskabel. Het is ook mogelijk om gebruik te maken van een compensatie kabel, gemaakt van andere metalen dan het thermokoppel.

Thermokoppelsensoren kunnen van allerlei soorten metaal worden gemaakt, maar er worden voornamelijk 8 soorten thermokoppels gebruikt. Dit zijn de typen thermokoppels die hieronder vallen Europese norm IEC 60584.1. Deze norm somt thermokoppels op door ze aan te duiden met een letter en een naam waarin het positieve element eerst wordt genoemd.

Soorten thermokoppels de meest gebruikte

·         Type K (Chromel (nikkel-chroomlegering) / Alumel (nikkel-aluminiumlegering)) is het meest gebruikte thermokoppel in de industrie. Het dekt een breed temperatuurmeetbereik, van -200 tot 1200°C. De prijs is laag en de gevoeligheid ligt rond de 41 uV/°C.

·         Het thermokoppel type J (IJzer / Constantaan (koper-nikkellegering)) kan gebruikt worden in een reducerende omgeving. Het meet temperatuur over een bereik van -40 tot 750°C. Het mag niet worden gebruikt boven 760 °C, omdat dit magnetische transformatie kan veroorzaken, wat kan leiden tot permanente dekalibratie. Door de aanwezigheid van ijzer waardoor het gevoelig is voor oxidatie, wordt het vaak aangeboden met een roestvrijstalen omhulsel.

·         Le type T (koper / constantaan (koper-nikkellegering)) wordt voornamelijk gebruikt in het laboratorium in het bereik van -185 tot 300°C. Het is zeer stabiel bij lage temperatuurmetingen en cryogene toepassingen.

·         Type E (chroom (nikkel-chroomlegering) / constantaan (koper-nikkellegering)) geschikt voor temperatuurmetingen tussen -40 en 800°C. Het wordt aanbevolen voor gebruik in een vacuüm, inert gas, matig oxiderende of reducerende omgeving.

Soorten thermokoppels gereserveerd voor hoge temperaturen

·         Le type N (Nicrosil (nikkel-chroom-siliciumlegering) / Nisil (nikkel-siliciumlegering)) geniet van hoge stabiliteit en weerstand tegen oxidatie. Het kan worden gebruikt om hoge temperaturen te meten, tot meer dan 1°C gedurende korte perioden. Het heeft het voordeel dat het verkrijgbaar is tegen een meer gematigde prijs dan andere soorten thermokoppels die geschikt zijn voor hoge temperaturen, de B, R of S, die platina bevatten.

·         de typen S (platina rhodium 10% / platina) en R (platina rhodium 13% / platina) vergelijkbare kenmerken hebben. Ze worden gebruikt voor het meten van hoge temperaturen, d.w.z. boven 1°C en tot 000°C.  Vanwege de hoge stabiliteit wordt type S gebruikt als standaard voor het smeltpunt van goud (1°C).

·         Het thermokoppel type B (Platina Rhodium 30% / Platina Rhodium 6%) is ontworpen voor temperatuurmetingen tot 1°C continu en 600°C piek.

De keuze van een temperatuursensor beperkt zich niet tot het type thermokoppel, ook de andere elementen waaruit het bestaat, moeten het best aan uw behoeften voldoen. De adviseurs van GUILCOR SENSORS staan ​​tot uw beschikking om u te adviseren over het type sonde dat geschikt is voor uw activiteit. Ze ontwerpen ook samen met u de sonde op maat die het beste bij uw toepassing past.