Hvad anvendes termoelementer til?

Termoelementer er temperatursensorer, der er lavet af to metallegeringer. Når de to metaller er samlet sammen for at danne et kryds, genereres en spænding, når der er temperaturforskelle mellem dem. Dette er kendt som Seebeck-effekten.

Seebeck-effekten

Tysk læge blev fysiker Thomas Johann Seebeck opdagede Seebeck-effekten. Han tog to forskellige metaller, med en ved en højere temperatur end den anden, og lavede en serie kredsløb ved at forbinde dem sammen i et kryds. Han fandt ud af at han var i stand til at generere en spænding. Jo større temperaturforskellen mellem dem er, desto højere er spændingen, der blev genereret, og han fandt ud af, at resultaterne var uafhængige af metalets form.

Betydning

Termoelementer er værdifulde inden for videnskab og engineering, på grund af funktioner som deres hurtige reaktionstid og lille størrelse. De har evnen til nøjagtigt at måle ekstreme temperaturer i området fra 270 til 2.500 grader Celsius og fejl inden for 0,5 til 2 grader Celsius.

Ulempen ved termoelementer er, at de producerede signaler kan være ikke-lineære, og Derfor skal de kalibreres omhyggeligt.

Konstruktion

To metallegeringer bringes sammen for at danne et kryds. En del af krydset placeres på en kilde, hvis temperatur skal måles, medens den anden ende opretholdes ved en konstant reference via en temperaturkilde. Temperaturkilden er som regel en solidtemperaturføler, selvom de ældre bruger et isvandsvandbad.

En faktor i temperaturfølsomhed er den type metalkombinationer, der anvendes. En nikkel-nikkel-kombination har et temperaturområde på -50 til 1.410 grader Celsisus, mens et rhenium-rhenium kan måle fra 0 til 2.315 grader Celsisus. Chromel-aluminium, kobber-constantan og jern-constantan er de mest almindelige.

Typer

Der er flere forskellige typer. De klassificeres efter den maksimale temperatur, de kan måle, hvor de kan fungere, og deres robusthed. De mest almindelige er J, K, T og E. Eksempelvis kan Type J termoelementer anvendes uden en dækning kaldet en skede, selvom man er anbefalet for at forlænge deres liv. Type J termoelementer kan fungere i miljøer, hvor der ikke er nok fri ilt, og kan måle op til 760 grader Celsius.

Brug

Termoelementer er de mest populære typer temperatursensorer. De bruges som hospital termometre, og i diagnostiske test for køretøjer motorer. Nogle gasapparater som kedler, vandvarmere og ovne bruger dem som sikkerhedsfunktioner; Hvis pilotlyset er slukket, stopper termoelementet gasventilen fra drift. De bruges også som en hjælp til mælkpastaurisering og som fødevaretermometre. I industrien er de værdifulde som prober og sensorer.