Hvad bruges termoelementer til?

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

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

Termoelementer er værdifulde inden for videnskab og teknik på grund af funktioner såsom deres hurtige reaktionstid og lille størrelse. De har evnen til nøjagtigt at måle ekstreme temperaturer med intervaller fra 270 til 2500 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.

To metallegeringer samles for at danne et kryds. Den ene del af krydset er placeret på en kilde, hvis temperatur skal måles, mens den anden ende holdes ved en konstant reference via en temperaturkilde. Temperaturkilden er normalt en solid-state temperaturføler, selvom ældre bruger et isvandbad.

En faktor i temperaturfølsomhed er den anvendte metalkombination. En nikkel-nikkel-kombination har et temperaturinterval på -50 til 1.410 grader Celsisus, mens et rhenium-rhenium kan måle fra 0 til 2.315 grader Celsisus. Krom-aluminium, kobber-konstantan og jern-konstantan er de mest almindelige.

Der er flere forskellige typer. De klassificeres 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 beklædning, der kaldes 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.

Termoelementer er den mest populære type temperatursensorer. De bruges som hospitalstermometre og til diagnosticeringstest af køretøjsmotorer. Nogle gasapparater såsom kedler, vandvarmere og ovne bruger dem som sikkerhedsfunktioner; hvis pilotlyset er slukket, stopper termoelementet gasventilen fra at køre. De bruges også som hjælp til mælkepasteurisering og som madtermometre. I industrien er de værdifulde som sonder og sensorer.