Funktionsprincippet for termoelementer

Termoelementer arbejder ud fra principperne for termoelektrisk teori: som nævnt ovenfor, når temperaturen i den varme ende ændres i forhold til temperaturen i den kolde ende, vil et lukket kredsløb bestående af forskellige metaltråde generere en spændingsændring.
For at få en mere intuitiv forståelse af funktionen af ​​dette princip kan man forestille sig, at når en fladbundet gryde placeres på et gaskomfur, vil termisk energi hurtigt overføres langs håndtaget til lavtemperaturenden af ​​hånden. Faktisk overføres elektrisk energi også på denne måde, men effekten er ikke så tydelig.
Grunden til dette er, at der er en temperaturforskel mellem de to "endepunkter" på kredsløbet: Når temperaturforskellen mellem endepunkterne genererer en elektromotorisk kraft, genereres en strøm, og termoelementer bruger det medfølgende voltmeter til at måle strømmen. Hvis termoelementet er kendt for at have en stabil starttemperatur i den lave temperatur-ende, kan det bruge disse spændingsaflæsninger til at beregne den nøjagtige temperaturaflæsning i den varme ende.
Et andet punkt at bemærke er, at hvis temperaturen af ​​de to endepunkter er den samme, vil den elektromotoriske kraft, der genereres ved hvert endepunkt, udligne hinanden, hvilket bevirker, at nettostrømmen, der strømmer gennem endepunkterne, er nul.
Typen af ​​termoelement
Som tidligere nævnt sælges forskellige typer termoelementer på dagens marked, rettet mod forskellige anvendelsesscenarier eller miljømæssige udfordringer, især i forskellige temperaturområder. De er normalt kendetegnet ved bogstaver, og de mest almindelige termoelementkvaliteter er J, K, L, N og T.
Disse bogstaver er beregnet til at repræsentere forskellige metalkombinationer, der bruges i termoelementkredsløbsterminaler. Dette vil direkte påvirke udstyrets overordnede temperaturfølsomhed og sikre driftsområde.
I dette afsnit af denne vejledning vil vi introducere nogle forskellige typer og konfigurationer af termoelementer for at forstå deres brugsmiljø og temperaturområde.
K-type termoelement
Den mest brugte type i mange industrier og afdelinger. K-type termoelementet er sammensat af forskellige nikkelbaserede ledninger (normalt kromlegering/aluminiumslegering), som er et yderst omkostningseffektivt termoelement, der kan opnå pålidelig nøjagtighed over et bredt driftstemperaturområde.
K-type termoelementer bruges typisk inden for området fra -200 til +1260 grad med en standardafvigelsesnøjagtighed på ± 0,75 %.
K-type termoelementer bruger nikkelbaserede materialer og har en bred vifte af potentielle anvendelser, det vil sige, at deres ledninger kan være egnede til et bredt temperaturområde, og de har også stabil korrosionsbestandighed og oxidationsmodstand.
K-type termoelementtråde består typisk af ca. 90% nikkel og 10% krom som den positive elektrode, og ca. 95% nikkel, 2% aluminium, 2% mangan og 1% silicium som den negative elektrode.

J-type termoelement
Dette er en anden meget brugt type med et temperaturområde, der er mindre end termoelementer af K-type (-40 til +750 grad ), og deres samlede levetid vil også blive forkortet, hvis de udsættes for høje temperaturer ofte. Den positive elektrode af J-type termoelementet er lavet af jerntråd, og den negative elektrode er lavet af kobbernikkel (konstantan) legering.
Det er et relativt billigt termoelement med flere anvendelser, især velegnet til at reducere (ikke-oxiderende) atmosfærer og vakuummiljøer, der er i stand til at læse data fra adskillige gamle typer udstyr og inaktive materialer. Jernet i J-type termoelementet oxideres dog let, og det anbefales ikke at bruge denne type, hvis termoelementet skal udsættes for fugt.
Termoelementer 5
N-type termoelement
Tråden er sammensat af nikkel chrom silicium nikkel silicium legering (nikkel, chrom og silicium), med et arbejdstemperaturområde på -270 til +1300 grader og mange egenskaber, der ligner K-type termoelementer.
Men deres pris er lidt højere end for K-type termoelementer, fordi de overvinder visse problemer, som K-type termoelementer kan have i specifikke miljøer og er et nyudviklet produkt. Derudover kan N-type termoelementer give bedre stabilitet til nukleare applikationer, og sammenlignet med K-type termoelementer er de mere modstandsdygtige over for ekstreme høje temperaturer
Termoelementer 6
T-type termoelement
Ved at bruge trådmateriale af kobberkonstantanlegering med et temperaturområde mellem -200 til +350 grad , er det en særlig stabil termoelementkonfiguration. Den er meget velegnet til forskellige applikationer med lav temperatur og ekstrem lav temperatur, herunder forskellige laboratorieforhold og dybfrysningsforhold, og kan også fungere godt i oxiderende atmosfærer. Derudover har den kun kobbertråd i direkte kontakt med sonden og kan også bruges til differentialmåling.