Hvad er termoelement?

Et termoelement er en enhed, der bruges til at omdanne varme til elektrisk strøm. Det måler temperaturforskellen mellem to punkter. Termoelementer er blandt de mest anvendte temperatursensorer på grund af deres store tilgængelighed og meget lave omkostninger. Desværre er de dog ikke de mest præcise temperaturlæsere.

Seebeck-effekten

Seebeck-effekten spiller en central rolle i funktionen af ​​et termoelement. Det hedder, at en temperaturforskel mellem to metalhalvledere vil skabe strøm. Når disse halvledere danner en loop, laves en elektrisk strøm. Termoelementer er afhængige af denne effekt til måling af temperatur. Når et termoelement er anbragt mellem en temperaturgradient mellem to halvledere, bliver det en del af kredsløbet skabt af Seebeck-effekten. Dette gør det muligt at måle en spænding og konvertere den spænding til en læsbar temperaturgradient afhængigt af hvilke typer metal der anvendes.

Funktionen af ​​et termoelement

Når et termoelement måler en temperaturgradient, det måler temperaturforskellen mellem to halvledere. Dette betyder, at et termoelement skal tilsluttes et multimeter, hvilket gør det muligt for brugeren at læse spændingen af ​​de to involverede halvledere. Forskellen i temperatur og spænding er direkte relateret. Hvis man kan læse spændingen, der løber gennem et kredsløb, kan man derefter beregne temperaturforskellen mellem de to halvledere. Denne temperaturforskel opnås ved at måle spændingen; for spændingen svarer direkte til temperaturforskellen mellem termoelementets halvledere.

Typer af termoelementer

Der er mange typer termoelementer, alle varierende i metallegeringen, der anvendes i deres probe . De mest almindelige K-termoelementer (chromel-alumel) er meget billige og har en bred vifte af temperaturer, de kan måle. Imidlertid viser denne type billighed i det faktum, at det ikke er meget præcist og kan opleve ændringer i følsomhed ved temperaturer over 354 grader Celsius, hvilket er Curie-punktet for nikkel, en bestanddel af chromel. Type E termoelementer (krom-konstantin) har en højere følsomhed end type K og er ikke-magnetiske. Der findes mange andre typer termoelementer, og en komplet liste findes i afsnittet Ressourcer.

Anvendelser

Termoelementer bruges til fremstilling af stål til at måle stålets temperatur for at kunne at bestemme kulstofindholdet i stålet baseret på dets smeltetemperatur. De bruges også i pilotlys. Denne applikation kræver, at termoelementets probe skal være i pilotflammen for at kunne fortælle om flammen er tændt. Når flammen er tændt, genereres en strøm i termoelementet, og den læser den varme, der produceres af flammen. Når flammen er slukket, kan elektroniske sensorer ved at slukke for gasen for at forhindre mulige gaslækager.

Anvendelse af termoelementer

Termoelementer overholder tre love, når de er i drift. For det første bestemmer loven om homogene materialer, at temperaturer, der ikke anvendes ved krydserne i termoelementet, ikke påvirker den producerede spænding, fordi de ikke skaber mere af en temperaturgradient. For det andet hedder loven i mellemmaterialer, at nye materialer injiceret i kredsløbet ikke ændrer spændingen, så længe krydsningerne dannet af det nye materiale ikke oplever en temperaturgradient. Loven om successive temperaturer angiver, at spændingerne mellem tre eller flere kryds kan tilføjes sammen.