Innhold
- Seebeck-effekten
- Funksjonen til et termoelement
- Typer termoelementer
- applikasjoner
- Lover for termoelementbruk
En termoelement er en enhet som brukes til å konvertere varme til elektrisk kraft. Den måler temperaturforskjellen mellom to punkter. Termoelementer er blant de mest brukte temperatursensorene på grunn av deres store tilgjengelighet og svært lave kostnader. Dessverre er de imidlertid ikke de mest nøyaktige temperaturleserne.
Seebeck-effekten
Seebeck-effekten spiller en nøkkelrolle i funksjonen til et termoelement. Den sier at en temperaturforskjell mellom to metall-halvledere vil skape elektrisitet. Når disse halvlederne danner en løkke, lages en elektrisk strøm. Termoelementer er avhengige av denne effekten for å måle temperaturen. Når et termoelement plasseres mellom en temperaturgradient mellom to halvledere, blir det en del av kretsen som er opprettet av Seebeck-effekten. Dette gjør det mulig å måle en spenning og konvertere den spenningen til en lesbar temperaturgradient avhengig av metalltypene som brukes.
Funksjonen til et termoelement
Når et termoelement måler en temperaturgradient, måler den temperaturforskjellen mellom to halvledere. Dette betyr at et termoelement må kobles til et multimeter, som lar brukeren lese spenningen til de to involverte halvlederne. Forskjellen på temperatur og spenning er direkte relatert. Hvis man kan lese spenningen som går gjennom en krets, kan man derfor beregne temperaturforskjellen mellom de to halvlederne. Denne temperaturforskjellen oppnås ved å måle spenningen; for spenningen tilsvarer direkte temperaturforskjellen mellom de to forbindelsene i termoelementene halvledere.
Typer termoelementer
Det er mange typer termoelementer, alt varierende i metalllegeringen som brukes i sonden. De vanligste termoelementene av type K (krom-aluminium) er veldig billige og har et bredt temperaturområde de kan måle. Imidlertid viser billigheten av denne typen at det ikke er veldig nøyaktig og kan oppleve endringer i følsomhet ved temperaturer over 354 grader Celsius, som er Curie-punktet for nikkel, en bestanddel av kromel. Termoelementer av type E (krom-konstantin) har en høyere følsomhet enn type K og er ikke-magnetiske. Det finnes mange andre typer termoelementer, og en fullstendig liste finner du i ressursdelen.
applikasjoner
Termoelementer brukes til fremstilling av stål for å måle temperaturen på stålet for å bestemme karboninnholdet i stålet basert på dets smeltetemperatur. De brukes også i kontrolllys. Denne applikasjonen krever at termoelementets sonde er i pilotflammen for å kunne fortelle om flammen er på. Når flammen er på, genereres en strøm i termoelementet, og den leser varmen produsert av flammen. Når flammen er slukket, kan elektroniske sensorer vite om å stenge gassen for å forhindre mulige gasslekkasjer.
Lover for termoelementbruk
Termoelementer overholder tre lover når de er i drift. For det første sier loven om homogene materialer at temperaturer som ikke brukes i termoelementets kryss ikke vil påvirke den produserte spenningen, fordi de ikke skaper mer en temperaturgradient. For det andre sier loven om mellomliggende materialer at nye materialer som blir injisert i kretsen ikke vil endre spenningen så lenge kryssene som er dannet av det nye materialet ikke opplever en temperaturgradient. Loven for påfølgende temperaturer sier at spenningene mellom tre eller flere veikryss kan legges sammen.