Mihin lämpöparia käytetään?

Lämpöparit ovat lämpötila-antureita, jotka on valmistettu kahdesta metalliseoksesta. Kun nämä kaksi metallia tuodaan yhteen muodostamaan risteys, syntyy jännite, kun niiden välillä on lämpötilaeroja. Tätä kutsutaan Seebeck-vaikutukseksi.

Saksalainen lääkäri kääntyi fyysikkona Thomas Johann Seebeck löysi Seebeck-vaikutuksen. Hän otti kaksi erilaista metallia, joista toinen oli korkeammassa lämpötilassa kuin toinen, ja teki sarjapiirin liittämällä ne yhteen risteyksessä. Hän huomasi pystyvänsä tuottamaan jännitteen. Mitä suurempi lämpötilaero niiden välillä on, sitä suurempi jännite syntyy, ja hän havaitsi, että tulokset olivat riippumattomia metallin muodosta.

Lämpöparit ovat arvokkaita tieteen ja tekniikan aloilla, kuten niiden nopea reaktioaika ja pieni koko. Heillä on kyky mitata tarkasti äärimmäisiä lämpötiloja, vaihteluvälillä 270-2500 celsiusastetta ja virheitä 0,5-2 astetta.

Lämpöparien haittana on, että tuotetut signaalit voivat olla epälineaarisia, ja siksi ne on kalibroitava huolellisesti.

Kaksi metalliseosta tuodaan yhteen muodostamaan risteys. Yksi osa risteyksestä sijoitetaan lähteelle, jonka lämpötila on mitattava, kun taas toinen pää pidetään vakioviitteellä lämpötilalähteen kautta. Lämpötilalähde on yleensä kiinteän tilan lämpötila-anturi, vaikka vanhemmat käyttävät jäävesihauteita.

Yksi tekijä lämpötilaherkkyydessä on käytettyjen metalliyhdistelmien tyyppi. Nikkeli-nikkeliyhdistelmän lämpötila-alue on -50 - 1 410 celsiusastetta, kun taas renium-renium voi olla 0 - 2315 celsiusastetta. Kromi-alumiini, kupari-konstantaani ja rautakonstantaani ovat yleisimpiä.

On olemassa useita erilaisia. Ne luokitellaan mitattavan maksimilämpötilan, toimintakohteen ja kestävyyden mukaan. Yleisimmät ovat J, K, T ja E. Esimerkiksi tyypin J termoelementtejä voidaan käyttää ilman vaippaa kutsuttua päällystä, vaikka sellaista suositellaankin niiden eliniän pidentämiseksi. Tyypin J lämpöparit voivat toimia ympäristöissä, joissa vapaata happea ei ole tarpeeksi, ja ne voivat mitata jopa 760 astetta.

Lämpöparit ovat suosituin lämpötila-anturityyppi. Niitä käytetään sairaalan lämpömittareina ja ajoneuvojen moottoreiden diagnostiikkatesteissä. Jotkut kaasulaitteet, kuten kattilat, vedenlämmittimet ja uunit, käyttävät niitä turvaominaisuuksina; jos merkkivalo ei pala, termoelementti estää kaasuventtiilin toimimasta. Niitä käytetään myös apuna maidon pastöroinnissa ja ruoan lämpömittareina. Teollisuudessa ne ovat arvokkaita koettimina ja antureina.