Vad används termoelement till?

Termoelement är temperatursensorer som är tillverkade av två metalllegeringar. När de två metallerna förenas för att bilda en korsning, genereras en spänning när det finns temperaturskillnader mellan dem. Detta kallas Seebeck-effekten.

Den tyska läkaren som blev fysiker Thomas Johann Seebeck upptäckte Seebeck-effekten. Han tog två olika metaller, med en vid en högre temperatur än den andra, och skapade en seriekrets genom att sammanfoga dem i en korsning. Han fann att han kunde generera en spänning. Ju större temperaturskillnad mellan dem, desto högre spänning som genererades, och han fann att resultaten var oberoende av metallens form.

Termoelement är värdefulla inom vetenskap och teknik på grund av funktioner som snabb reaktionstid och liten storlek. De har förmågan att noggrant mäta extrema temperaturer, med intervall från 270 till 2500 grader Celsius, och fel inom 0,5 till 2 grader Celsius.

Nackdelen med termoelement är att de producerade signalerna kan vara icke-linjära och därför måste de kalibreras noggrant.

Två metalllegeringar samlas för att bilda en korsning. En del av korsningen placeras på en källa vars temperatur ska mätas, medan den andra änden hålls vid en konstant referens via en temperaturkälla. Temperaturkällan är vanligtvis en halvledarsensor, även om äldre använder ett isvattenbad.

En faktor i temperaturkänslighet är den typ av metallkombinationer som används. En nickel-nickelkombination har ett temperaturintervall från -50 till 1410 grader Celsisus, medan ett rhenium-rhenium kan mäta från 0 till 2315 grader Celsisus. Kromalumel, kopparkonstantan och järnkonstantan är de vanligaste.

Det finns flera olika typer. De klassificeras efter den maximala temperatur de kan mäta, var de kan fungera och deras robusthet. De vanligaste är J, K, T och E. Exempelvis kan typ J-termoelement användas utan ett hölje som kallas hölje, även om en rekommenderas för att förlänga deras liv. Typ J-termoelement kan fungera i miljöer där det inte finns tillräckligt med fritt syre och kan mäta upp till 760 grader Celsius.

Termoelement är den mest populära typen av temperatursensorer. De används som sjukhustermometrar och vid diagnostikprovning av fordonsmotorer. Vissa gasapparater som pannor, varmvattenberedare och ugnar använder dem som säkerhetsfunktioner; om pilotlampan är släckt, hindrar termoelementet gasventilen från att fungera. De används också som ett hjälpmedel vid mjölkpasteurisering och som mattermometrar. I industrin är de värdefulla som sonder och sensorer.