Door Kim Lewis Bijgewerkt op 24 maart 2022

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

Het Seebeck-effect

Het Seebeck-effect

De Duitse arts en natuurkundige Thomas Johann Seebeck ontdekte het Seebeck-effect. Hij nam twee verschillende metalen, waarvan het ene een hogere temperatuur had dan het andere, en maakte een serieschakeling door ze samen te voegen in een verbindingspunt. Hij ontdekte dat hij een spanning kon opwekken. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de twee, hoe hoger de spanning die werd gegenereerd. Hij ontdekte dat de resultaten onafhankelijk waren van de vorm van het metaal.

Betekenis

Betekenis

Thermokoppels zijn waardevol in wetenschap en techniek, vanwege kenmerken zoals hun snelle reactietijd en kleine formaat. Ze hebben het vermogen 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 daarom zorgvuldig moeten worden gekalibreerd.

Constructie

Constructie

Twee metaallegeringen worden samengebracht om een verbinding te vormen. Eén deel van de junctie wordt op een bron geplaatst 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 oudere een ijswaterbad gebruiken.

Eén factor bij de temperatuurgevoeligheid is het soort metaalcombinaties dat wordt gebruikt. Een nikkel-nikkelcombinatie heeft een temperatuurbereik van -50 tot 1.410 graden Celsius, terwijl een rhenium-rhenium een ​​temperatuurbereik van 0 tot 2.315 graden Celsius kan bereiken. Chromel-alumel, koper-constantaan en ijzer-constantaan zijn de meest voorkomende.

Typen

Typen

Er zijn verschillende soorten. 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. Type J-thermokoppels kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt zonder een afdekking die een omhulsel wordt genoemd, hoewel dit wordt aanbevolen om hun levensduur te verlengen. Type J thermokoppels kunnen functioneren in omgevingen waar niet voldoende vrije zuurstof is en kunnen temperaturen tot 760 graden Celsius meten.

Gebruik

Gebruik

Thermokoppels zijn het meest populaire type temperatuursensoren. Ze worden gebruikt als ziekenhuisthermometers en bij diagnostische tests voor voertuigmotoren. Sommige gasapparaten, zoals boilers, boilers en ovens, gebruiken ze als veiligheidsvoorzieningen; als de waakvlam uit is, zorgt het thermokoppel ervoor dat de gasklep niet meer werkt. Ze worden ook gebruikt als hulpmiddel bij de pasteurisatie van melk en als voedselthermometers. In de industrie zijn ze waardevol als sondes en sensoren.