Industrielle Thermoelemente

Thermoelemente und ihre industrielle Bedeutung

In der heutigen Industriewelt steht eine große Auswahl an Temperaturmessgeräten zur Verfügung. Das Thermoelement ist dabei wahrscheinlich das am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete.

Thermoelemente sind die langlebigsten Temperatursensoren. Sie sind einfach zu bedienen und zudem sehr wirtschaftlich. Ergebnisse liegen sehr schnell vor und sie sind sehr benutzerfreundlich.

Thermoelemente bieten gegenüber anderen Geräten zur Temperaturüberwachung zahlreiche Vorteile. Es gibt viele verschiedene Thermoelementtypen für alle möglichen industriellen Anwendungen. Zu den am häufigsten verwendeten gehören:

• Bajonett-Thermoelemente
• Hochtemperatur-Thermoelemente
• Übergangsthermoelemente
• Thermoelemente im Unterlegscheibenstil
• Thermoelemente mit Standard- und Ministecker
• Mikrothermoelemente
  …und viele andere.

Aufgrund der großen Auswahl müssen bei der Auswahl des optimalen Thermoelementtyps für die jeweilige Anwendung verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören Installationsanforderungen, Abrieb- und Vibrationsfestigkeit, Temperaturbereich und chemische Beständigkeit. In diesen beiden letztgenannten Bereichen spielen Keramikrohre und Isolatoren von Precision Ceramics eine entscheidende Rolle.

Keramikrohre und -isolatoren werden in Verbindung mit Thermoelementen in vielen Branchen häufig verwendet, um die Überwachung der Stabilität und Leistung von Produktionsprozessen zu unterstützen, insbesondere in feindlichen und aggressiven chemischen Umgebungen bei Temperaturen von bis zu 1.700 °C.

Ein Thermoelement ist ein Temperaturmessgerät, das aus zwei unterschiedlichen Leitern besteht, die sich an einer oder mehreren Stellen berühren. Das Thermoelement erzeugt eine Spannung, wenn die Temperatur an einer der Stellen von der Referenztemperatur an anderen Stellen des Schaltkreises abweicht. Neben der Temperaturmessung und -regelung kann ein Thermoelement auch einen Temperaturgradienten in Elektrizität umwandeln.

Handelsübliche Thermoelemente sind kostengünstig, austauschbar, werden mit Standardanschlüssen geliefert und können einen breiten Temperaturbereich messen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Temperaturmessmethoden sind Thermoelemente selbstversorgend und benötigen keine externe Anregung. Die größte Einschränkung bei Thermoelementen liegt in der Genauigkeit; Systemfehler von weniger als einem Grad Celsius (°C) sind oft schwer zu erreichen.

Geschichte im Entstehen

Im Jahr 1821 entdeckte der deutsch-estnische Physiker Thomas Johann Seebeck den thermoelektrischen Effekt, bei dem eine Verbindung ungleicher Metalle bei einem Temperaturgradienten elektrischen Strom erzeugt. Fast 200 Jahre später wird dieser Effekt als Peltier-Seebeck-Effekt bezeichnet und bildet die Grundlage aller Thermoelemente. Jede Verbindung ungleicher Metalle erzeugt ein elektrisches Potenzial, das mit der Temperatur zusammenhängt. Thermoelemente für die praktische Temperaturmessung sind Verbindungen aus speziellen Legierungen, die eine vorhersagbare und wiederholbare Beziehung zwischen Temperatur und Spannung aufweisen. Für unterschiedliche Temperaturbereiche werden unterschiedliche Legierungen verwendet. Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit können ebenfalls bei der Wahl des Thermoelementtyps wichtig sein. Liegt der Messpunkt weit vom Messgerät entfernt, kann die Verbindung über Verlängerungskabel hergestellt werden, die kostengünstiger sind als die Materialien, aus denen der Sensor besteht. Thermoelemente werden üblicherweise auf eine Referenztemperatur von 0 Grad Celsius standardisiert; praktische Instrumente nutzen elektronische Methoden der Kaltstellenkompensation, um Temperaturschwankungen an den Geräteanschlüssen auszugleichen. Elektronische Instrumente können außerdem die unterschiedlichen Eigenschaften des Thermoelements kompensieren und so die Präzision und Genauigkeit der Messungen verbessern.

Precision Ceramics hat die Bedeutung von Thermoelementen für industrielle Anwendungen erkannt und eine Reihe moderner Keramikrohre und -isolatoren eingeführt, die aus zwei spezifischen Materialarten hergestellt werden.

Dimulit ist eine Verbindung aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid und eignet sich als kostengünstiges Material ideal für Temperaturmessanwendungen bis 1.500 °C. Rubalit ist nahezu reines Aluminiumoxid und weist eine sehr hohe Temperaturstabilität und chemische Beständigkeit bis 1.700 °C auf. Es verfügt zudem über eine hohe mechanische Festigkeit und einen hohen elektrischen Widerstand.

Typische Anwendungen für Rohre und Isolatoren aus Präzisionskeramik sind …

• Ofenarbeitsrohre
• Heizelementhalterungen
• Temperaturmessung
• Brennöfen Einrichtung
• Vakuumofenteile
• Elektrische Isolatoren
• Durchführungsrohre

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