Hva brukes termoelementer til?

Termoelementer er temperatursensorer som er laget av to metalllegeringer. Når de to metallene bringes sammen for å danne et veikryss, genereres en spenning når det er temperaturforskjeller mellom dem. Dette er kjent som Seebeck-effekten.

Tysk lege som ble fysiker Thomas Johann Seebeck oppdaget Seebeck-effekten. Han tok to forskjellige metaller, med den ene ved høyere temperatur enn den andre, og laget en seriekrets ved å koble dem sammen i et kryss. Han fant ut at han var i stand til å generere en spenning. Jo større temperaturforskjellen mellom dem er, jo høyere spenning som ble generert, og han fant ut at resultatene var uavhengige av metallets form.

Termoelementer er verdifulle innen vitenskap og teknologi på grunn av funksjoner som deres raske reaksjonstid og liten størrelse. De har muligheten til å måle ekstreme temperaturer nøyaktig, i området fra 270 til 2500 grader Celsius, og feil innen 0,5 til 2 grader Celsius.

Ulempen med termoelementer er at signalene som produseres kan være ikke-lineære, og derfor må de kalibreres nøye.

To metalllegeringer blir samlet for å danne et kryss. Den ene delen av krysset er plassert på en kilde hvis temperatur skal måles, mens den andre enden holdes konstant under en temperaturkilde. Temperaturkilden er vanligvis en solid-state temperaturføler, selv om eldre bruker et isvannsbad.

En faktor i temperaturfølsomhet er den typen metallkombinasjoner som brukes. En nikkel-nikkelkombinasjon har et temperaturområde på -50 til 1410 grader Celsisus, mens et rhenium-rhenium kan måle fra 0 til 2315 grader Celsisus. Krom-aluminium, kobber-konstantan og jern-konstantan er de vanligste.

Det er flere forskjellige typer. De er klassifisert i henhold til den maksimale temperaturen de kan måle, hvor de kan operere, og deres robusthet. De vanligste er J, K, T og E. For eksempel kan Type J-termoelementer brukes uten et deksel som kalles skjede, selv om det anbefales en for å forlenge levetiden. Type J termoelementer kan fungere i miljøer hvor det ikke er nok fritt oksygen, og kan måle opptil 760 grader Celsius.

Termoelementer er den mest populære typen temperatursensorer. De brukes som sykehustermometre og i diagnostisk testing for kjøretøymotorer. Noen gassapparater som kjeler, varmtvannsberedere og ovner bruker dem som sikkerhetsfunksjoner; hvis kontrollampen er slukket, stopper termoelementet gassventilen fra å fungere. De brukes også som et hjelpemiddel i pasteurisering av melk, og som mattermometer. I industrien er de verdifulle som sonder og sensorer.