Termoelementai yra temperatūros jutikliai, pagaminti iš dviejų metalų lydinių. Sujungus du metalus, kad susidarytų sandūra, susidaro įtampa, kai tarp jų yra temperatūros skirtumų. Tai vadinama Seebecko efektu.
„Seebeck“ efektas
Vokiečių gydytojas pas fiziką Thomas Johannas Seebeckas atrado Seebecko efektą. Jis paėmė du skirtingus metalus, kurių vienas buvo aukštesnėje nei kito temperatūroje, ir sujungė juos sankryžoje. Jis nustatė, kad sugeba sukurti įtampą. Kuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp jų, tuo didesnė įtampa, kuri buvo sukurta, ir jis nustatė, kad rezultatai nepriklauso nuo metalo formos.
Reikšmė
Termoelementai yra vertingi moksle ir inžinerijoje dėl tokių savybių kaip greitas reakcijos laikas ir mažas dydis. Jie turi galimybę tiksliai išmatuoti kraštutines temperatūras, svyruojančias nuo 270 iki 2500 laipsnių Celsijaus, o paklaidas - nuo 0,5 iki 2 laipsnių Celsijaus.
Termoelementų trūkumas yra tas, kad gaunami signalai gali būti netiesiniai, todėl juos reikia kruopščiai kalibruoti.
Statyba
Du metalų lydiniai sujungiami, kad sudarytų sankryžą. Viena sandūros dalis dedama ant šaltinio, kurio temperatūra turi būti matuojama, o kitas galas palaikomas pastoviu atskaitos tašku per temperatūros šaltinį. Temperatūros šaltinis paprastai yra kietojo kūno temperatūros jutiklis, nors vyresni naudoja ledinio vandens vonią.
Vienas iš jautrumo temperatūrai veiksnių yra naudojami metalų deriniai. Nikelio ir nikelio derinio temperatūra svyruoja nuo -50 iki 1410 laipsnių Celsijaus, o renio-renio temperatūra gali būti nuo 0 iki 2315 laipsnių Celsijaus. Dažniausiai yra chromo-aliuminio, vario-konstantano ir geležies-konstantano.
Tipai
Yra keletas skirtingų tipų. Jie klasifikuojami pagal maksimalią temperatūrą, kurią jie gali išmatuoti, kur jie gali veikti, ir jų tvirtumą. Dažniausiai yra J, K, T ir E. Pavyzdžiui, J tipo termoporos gali būti naudojamos be apvalkalo, vadinamo apvalkalu, nors toks yra rekomenduojamas siekiant prailginti jų gyvenimą. J tipo termoporos gali veikti aplinkoje, kurioje nėra pakankamai laisvo deguonies, ir gali išmatuoti iki 760 laipsnių Celsijaus.
Naudoja
Termoelementai yra populiariausias temperatūros jutiklių tipas. Jie naudojami kaip ligoninės termometrai ir transporto priemonių variklių diagnostiniai bandymai. Kai kurie dujiniai prietaisai, tokie kaip katilai, vandens šildytuvai ir orkaitės, juos naudoja kaip saugos priemones; jei nedega kontrolinė lemputė, termoelementas sustabdo dujų vožtuvo veikimą. Jie taip pat naudojami kaip pagalba pasterizuojant pieną ir kaip maisto termometrai. Pramonėje jie yra vertingi kaip zondai ir jutikliai.