Termoelementer:Anvendelser, hvordan de fungerer og nøgleanvendelser

Af  Kim Lewis Opdateret 24. marts 2022

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

Seebeck-effekten

Seebeck-effekten

Den tyske læge, der blev fysiker Thomas Johann Seebeck, opdagede Seebeck-effekten. Han tog to forskellige metaller, hvor det ene havde en højere temperatur end det andet, og lavede et seriekredsløb ved at forbinde dem i et kryds. Han fandt ud af, at han var i stand til at generere en spænding. Jo større temperaturforskellen mellem dem, jo højere spænding blev der genereret, og han fandt ud af, at resultaterne var uafhængige af metallets form.

Betydning

Betydning

Termoelementer er værdifulde i videnskab og teknik på grund af funktioner som deres hurtige reaktionstid og lille størrelse. De har evnen til nøjagtigt at måle ekstreme temperaturer med intervaller 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.

Byggeri

Byggeri

To metallegeringer bringes sammen for at danne et kryds. Den ene del af krydset placeres på en kilde, hvis temperatur skal måles, mens den anden ende holdes på en konstant reference via en temperaturkilde. Temperaturkilden er normalt en solid-state temperatursensor, selvom ældre bruger et isvandsbad.

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

Typer

Typer

Der er flere forskellige typer. De er klassificeret efter den maksimale temperatur, de kan måle, hvor de kan fungere, og deres robusthed. De mest almindelige er J, K, T og E. For eksempel kan type J termoelementer bruges uden en belægning kaldet en kappe, selvom en anbefales for at forlænge deres levetid. Type J termoelementer kan fungere i miljøer, hvor der ikke er nok fri ilt, og kan måle op til 760 grader Celsius.

Anvendelser

Anvendelser

Termoelementer er den mest populære type temperaturfølere. De bruges som hospitalstermometre og til diagnosticering af køretøjsmotorer. Nogle gasapparater såsom kedler, vandvarmere og ovne bruger dem som sikkerhedsfunktioner; hvis kontrollampen er slukket, stopper termoelementet gasventilen i at fungere. De bruges også som et hjælpemiddel ved mælkepasteurisering og som madtermometre. I industrien er de værdifulde som sonder og sensorer.