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Wie das Thermoelement funktioniert

Technische Charakteristik

Um die Funktionsweise eines Thermoelements zu verstehen, sind keine umfassenden Kenntnisse über den Seebeck-Effekt erforderlich. Es reicht aus zu wissen, dass das Gerät aus zwei Elementen mit einer Potenzialdifferenz von Null besteht, die sich je nach der thermischen Wirkung auf das Element ändert. Es gibt eine Vielzahl von Thermoelementen, die von Legierungen auf Nickelbasis bis zu Verbindungen wie:

-Platin-Rhodium-Platin;

-Wolfram-Rhenium;

-Wolfram-Rhenium; -Wolfram-Molybdän.

Das Funktionsprinzip des Thermoelementes

Das Prinzip beruht auf dem thermoelektrischen Effekt, der bei Erwärmung eine Potenzialdifferenz zwischen Leitern aus unterschiedlichen Materialien erzeugt. Um bei vernachlässigbarer Erwärmung genauere Messwerte zu erhalten, werden Thermoelemente mit einer hohen thermomotorischen Kraft verwendet. Diese haben positive Elektroden: Kupfer oder Chromel oder Eisen, und negative Elektroden: Alumel oder Copel oder Konstantan. Unter den Copel-Thermoelementen steht das Thermoelement mit Chromel-Elektrode an erster Stelle, das für Temperaturen bis 800 °C verwendet wird, gefolgt von der Kupfer-Elektrode und, in absteigender Reihenfolge, der Eisen-Elektrode (bis 760 °C). Kompensationsdrähte leiten das Potenzial an den Detektionssensor weiter. Für diese Drähte werden billigere Drähte verwendet: aus Konstantan, Chromel der Güte K oder KM, Kopel usw. Kopel und Konstantan werden in elektrischen Messgeräten zur Herstellung von Widerstandsnormalen verwendet.

Arten von Thermoelementen und Messbereiche

t° 200 - 1000 °C - Aluminel - Chromel (TXA);

t° 200 bis 800 °C - Kopel-Chromel (TXA);

t° -40 bis 900 °C - Konstantan - Chromel (TCA);

t° bis 300 °C - Kupfer - Konstantan;

t° 0 bis 760 °C - Eisen-Kupfer;

t° bis zu 3000 °C - Wolfram-Rhenium.

misst ultratiefe kryogene Temperaturen - Eisen-Konstantan-Thermoelement;

Prozentuale Alumel-Zusammensetzung

Fe Co Mn Verunreinigungen C Mn Al Ni+Co Si
≤ 0.3 0.6 - 1.2 1.8 - 2.7 ≤ 0.7 ≤ 0.1 1.8 - 2.7 1.6 - 2.4 91.5 - 95.15 0.85 - 1.5

Prozentuale Chromel-Zusammensetzung

Ni+Co Fe C Co Si Mn Si Verunreinigungen Al
87.4 - 90.4 ≤ 0.3 ≤ 0.2 9 - 10 ≤ 0.4 ≤ 0.3 ≤ 0.4 ≤ 1.4 0.6 - 1.2

Prozentuale Zusammensetzung des Kopels

C Fe Ni+Co Si Verunreinigungen Cu Mn
≤ 0.1 ≤ 0.15 42.5 - 44 ≤ 0.1 ≤ 0.6 54.4 - 57.4 0.1 - 1

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