Wat zijn de verschillende soorten thermokoppels?

5 minuten lezen
image 'MAG
Deel
Quels sont les différents types de thermocouples ?

Thermokoppelsensoren maken deel uit van temperatuursondes die in veel professionele sectoren worden gebruikt. Het is een technologie die zowel gebruiksvriendelijk als economisch is. Het biedt ook een korte responstijd op thermische variaties. De verschillende soorten thermokoppels bestrijken min of meer uitgebreide temperatuurbereiken met verschillende nauwkeurigheid. De keuze van hun junctie en hun compensatiesysteem voor koude juncties maakt ze bruikbaar in verschillende omgevingen. 

Te identificeren het thermokoppel het beste past bij uw toepassingsgebied en uw budget, is het essentieel om te begrijpen hoe het werkt en de typologieën ervan te onderscheiden.

Wat is een thermokoppel?

Het thermokoppel is een van de twee hoofdtypen meest voorkomende temperatuursensoren. 

  • Met het thermokoppel kunt u de temperatuur meten door een spanningsverschil tussen twee punten te berekenen. Dit is een systeem gebaseerd op een thermo-elektrisch principe.
  • De tweede categorie, de thermistor-temperatuursensor, maakt gebruik van een thermoresistief principe. Het is hier variatie in weerstand van materialen die wordt gebruikt om het temperatuurverschil te berekenen. De materialen in kwestie zijn metaaloxiden, geperst en ingekapseld.

Hoe het thermokoppel werkt

Een thermokoppel, of thermo-elektrisch koppel, bestaat uit twee geleidende metalen draden verschillend. De draden zijn verbonden door twee soorten soldeer, de hete plek en de koude plek. Ook wel referentieknooppunt genoemd. INer ontstaat geen elektrische spanning, wanneer de hete verbinding een temperatuurverandering heeft. Vervolgens meten we het verschil in elektrische potentiaal tussen de warme en de koude kruising om de temperatuur te meten. Dit is wat wij noemen het Seebeck-thermo-elektrisch effect, genoemd naar de Duitse natuurkundige Thomas Johann Seebeck die dit fenomeen in 1821 theoretiseerde.

Met een voltmeter kunt u de spanning metenDe spanning die in de geleidende metalen draden wordt gegenereerd als functie van de temperatuurvariatie. Wij berekenen de potentiaalverschil (elektromotorische kracht) tussen de warme junctie en de koude junctie. Daarna, een omgebouwde temperatuurtransmitter deze gegevens in graden Celsius. De omzetting van spanning in temperatuur gebeurt met behulp van een referentietabel en hangt af van de soorten metalen waaruit het thermokoppel bestaat. De thermo-elektrische gevoeligheid van elk metaal is inderdaad anders. A coëfficiënt van Seebeck werd aan elk materiaal toegewezen op basis van deze gevoeligheid.

Handhaving van de temperatuur van het referentieknooppunt

Om ervoor te zorgen dat de thermokoppelsonde zeer nauwkeurige informatie kan verschaffen, moet de koude kruising zich bevinden een stabiele of meetbare temperatuur. U moet weten dat deze referentieverbinding in werkelijkheid doorgaans uit twee verschillende lassen bestaat. Het bestaat verschillende methoden om de koude kruising te compenseren, vooral gebruikt wanneer de omgevingstemperatuur kan variëren. Het ijswaterbad is een eenvoudige methode waarmee u de las op 0°C kunt houden. In de praktijk is het breed bruikbaar in het laboratorium, maar het kan complex zijn om te implementeren in een industriële omgeving. Het is ook mogelijk om te gebruiken een tweede meetinstrument die een temperatuurcontrole van het referentiepunt uitvoert. Omdat de meettabellen doorgaans zijn opgesteld op basis van een koude lastemperatuur van 0°C, moet er vervolgens een berekening worden uitgevoerd waarbij rekening wordt gehouden met de gemeten temperatuur.

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

Soorten gestandaardiseerde thermokoppels

Het ontwerp van thermokoppelsensoren is gemaakt van allerlei metalen. Maar er worden voornamelijk 8 soorten thermokoppels gebruikt. Dit zijn de soorten thermokoppels die hieronder vallen de 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 staat.

De meest gebruikte soorten thermokoppels

  • Type K (Chromel (nikkel-chroomlegering) / Alumel (nikkel-aluminiumlegering)) is het meest gebruikte thermokoppel in de industrie. Het bestrijkt een breed temperatuurmeetbereik, van -200 tot 1200 °C. De prijs is goedkoop en de gevoeligheid ligt rond de 41uV/°C.
  • Het thermokoppel type J (ijzer / constantaan (koper-nikkellegering)) is nuttig in een reducerende omgeving. Het meet de temperatuur over een bereik van -40 tot 750 °C. Het mag niet worden gebruikt boven de 760°C, omdat dit een magnetische transformatie kan veroorzaken die tot permanente dekalibratie kan leiden. Door de aanwezigheid van ijzer is hij gevoelig voor oxidatie, vaak wordt hij aangeboden met een RVS mantel.
  • De typ T (Koper / Constantaan (koper-nikkellegering)) wordt hoofdzakelijk in het laboratorium gebruikt bij een temperatuur van -185 tot 300°C. Het is zeer stabiel bij lage temperatuurmetingen en cryogene technieken.
  • Type E (Chromel (nikkel-chroomlegering) / Constantaan (koper-nikkellegering)) is 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

  • De type N (Nicrosil (nikkel-chroom-siliciumlegering) / Nisil (nikkel-siliciumlegering)) profiteert van hoge stabiliteit en weerstand tegen oxidatie. Het wordt gebruikt om hoge temperaturen, tot boven de 1280°C, gedurende korte perioden te meten. Het heeft het voordeel dat het goedkoper verkrijgbaar is dan andere soorten thermokoppels voor hoge temperaturen, B, R of S, die platina bevatten.
  • DE typen S (Platinum Rhodium Plated 10% / Platinum) en R (Platinum Rhodium Plated 13% / Platinum) hebben vergelijkbare kenmerken. Ze worden gebruikt voor het meten van hoge temperaturen, dat wil zeggen boven 1000°C en tot 1600°C.  Vanwege de hoge stabiliteit wordt type S gebruikt als standaard voor het smeltpunt van goud (1064,43°C).
  • Het thermokoppel type B (platina gerhodineerd 30% / platina gerhodineerd 6%) is ontworpen voor temperatuurmetingen tot 1.600 °C continu en 1.800 °C piek.

De keuze van een temperatuursensor is niet beperkt tot het type thermokoppel; de andere elementen waaruit het thermokoppel bestaat, moeten ook het beste aan uw behoeften voldoen. De adviseurs van Thermometre.fr staan ​​klaar om u te adviseren over het type sonde dat u nodig heeft. Ook ontwerpen zij samen met u de op maat gemaakte sonde die het beste bij uw toepassing past.

Ga verder met thermokoppels

Om verder te gaan op het gebied van thermokoppels, raden we ook deze artikelen aan:

Reactie plaatsen

Let op: opmerkingen moeten worden goedgekeurd voordat ze worden gepubliceerd.