Thermokoppels zijn temperatuursensoren die zijn gemaakt van twee metaallegeringen. Wanneer de twee metalen bij elkaar worden gebracht om een ​​knooppunt te vormen, wordt een spanning gegenereerd wanneer er temperatuurverschillen tussen zijn. Dit staat bekend als het Seebeck-effect.

Het Seebeck-effect

Duitse arts die fysicus Thomas Johann Seebeck heeft het Seebeck-effect ontdekt. Hij nam twee verschillende metalen, met de ene op een hogere temperatuur dan de andere, en maakte een serieschakeling door ze samen te voegen in een kruising. Hij ontdekte dat hij een spanning kon genereren. Hoe groter het temperatuurverschil tussen hen, hoe hoger de opgewekte spanning en hij vond dat de resultaten onafhankelijk waren van de vorm van het metaal.

Betekenis

Thermokoppels zijn waardevol in de wetenschap en engineering, dankzij functies zoals hun snelle reactietijd en kleine afmetingen. Ze hebben de mogelijkheid om extreme temperaturen nauwkeurig te meten, met een bereik van 270 tot 2500 graden Celsius en fouten binnen 0,5 tot 2 graden Celsius.

Het nadeel van thermokoppels is dat de geproduceerde signalen niet-lineair kunnen zijn, en dus moeten ze zorgvuldig worden gekalibreerd.

Constructie

Twee metaallegeringen worden samengebracht om een ​​knooppunt te vormen. Eén deel van de junctie wordt geplaatst op een bron waarvan de temperatuur moet worden gemeten, terwijl het andere uiteinde via een temperatuurbron op een constante referentie wordt gehouden. De temperatuurbron is meestal een solid-state temperatuursensor, hoewel de ouderen een ijswaterbad gebruiken.

Een factor in temperatuurgevoeligheid is het soort metaalcombinaties dat wordt gebruikt. Een nikkel-nikkelcombinatie heeft een temperatuurbereik van -50 tot 1.410 graden Celsisus, terwijl een renium-rhenium kan meten van 0 tot 2.315 graden Celsisus. Chromel-alumel, copper-constantan en iron-constantan zijn de meest voorkomende.

Types

Er zijn verschillende typen. Ze worden geclassificeerd op basis van de maximale temperatuur die ze kunnen meten, waar ze kunnen werken en hun robuustheid. De meest voorkomende zijn J, K, T en E. Thermokoppels van type J kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt zonder een omhulsel dat een omhulsel wordt genoemd, hoewel een wordt aanbevolen om hun levensduur te verlengen. Type J-thermokoppels kunnen functioneren in omgevingen waar er niet voldoende vrije zuurstof is, en kunnen temperaturen tot 760 graden Celsius meten.

Toepassingen

Thermokoppels zijn het meest populaire type temperatuursensoren. Ze worden gebruikt als thermometers voor ziekenhuizen en voor het testen van diagnoses voor voertuigmotoren. Sommige gastoestellen zoals ketels, boilers en ovens gebruiken ze als veiligheidsvoorzieningen; als het waakvlamlampje uit is, stopt het thermokoppel de werking van de gasklep. Ze worden ook gebruikt als hulpmiddel bij pasteurisatie van melk en als voedselthermometers. In de industrie zijn ze waardevol als sensoren en sensoren.