Innehåll
- Seebeck-effekten
- Funktionen för ett termoelement
- Typer av termoelement
- tillämpningar
- Lagar för användning av termoelement
Ett termoelement är en anordning som används för att konvertera värme till elektrisk kraft. Den mäter temperaturskillnaden mellan två punkter. Termoelement är bland de mest använda temperatursensorerna på grund av deras stora tillgänglighet och mycket låga kostnader. Tyvärr är de emellertid inte de mest exakta temperaturläsarna.
Seebeck-effekten
Seebeck-effekten spelar en nyckelroll i funktionen av ett termoelement. Den anger att en temperaturskillnad mellan två metallhalvledare skapar elektricitet. När dessa halvledare bildar en slinga skapas en elektrisk ström. Termoelement förlitar sig på denna effekt för att mäta temperaturen. När ett termoelement placeras mellan en temperaturgradient mellan två halvledare, blir det en del av kretsen som skapas av Seebeck-effekten. Detta gör det möjligt att mäta en spänning och konvertera den spänningen till en läsbar temperaturgradient beroende på vilken metalltyp som används.
Funktionen för ett termoelement
När ett termoelement mäter en temperaturgradient, mäter den temperaturskillnaden mellan två halvledare. Detta innebär att ett termoelement måste vara anslutet till en multimeter, vilket gör det möjligt för användaren att läsa spänningen på de två involverade halvledarna. Skillnaden i temperatur och spänning är direkt relaterade. Därför, om man kan läsa spänningen som går genom en krets, kan man sedan beräkna temperaturskillnaden mellan de två halvledarna. Denna temperaturskillnad erhålls genom att mäta spänningen; för spänningen motsvarar direkt temperaturskillnaden mellan de två övergångarna hos termoelementens halvledare.
Typer av termoelement
Det finns många typer av termoelement, alla varierar i metalllegeringen som används i sonden. De vanligaste, typ K-termoelementen (krom-aluminium) är mycket billiga och har ett brett temperaturintervall som de kan mäta. Men billigheten av denna typ visar på det faktum att det inte är mycket exakt och kan uppleva förändringar i känslighet vid temperaturer över 354 grader Celsius, vilket är Curie-punkten för nickel, en beståndsdel av kromel. Termoelement av typ E (krom-konstantin) har en högre känslighet än typ K och är icke-magnetiska. Det finns många andra typer av termoelement, och en komplett lista finns i resursavsnittet.
tillämpningar
Termoelement används vid tillverkning av stål för att mäta temperaturen på stålet för att bestämma kolhalten i stålet baserat på dess smälttemperatur. De används också i kontrollampor. Denna applikation kräver att termoelementets sond befinner sig i pilotflamman för att säga om flamman är på. När lågan är på, genereras en ström i termoelementet och avläser värmen som produceras av lågan. När flamman är avstängd, kan elektroniska sensorer veta att stänga av gasen för att förhindra eventuella gasläckor.
Lagar för användning av termoelement
Termoelement följer tre lagar när de är i drift. Först säger lagen om homogena material att temperaturer som inte appliceras vid korsningarna i termoelementet inte kommer att påverka den producerade spänningen, eftersom de inte skapar mer av en temperaturgradient. För det andra säger lagen för mellanliggande material att nya material som injiceras i kretsen inte kommer att ändra spänningen så länge korsningarna som bildas av det nya materialet inte upplever en temperaturgradient. Lagen om på varandra följande temperaturer säger att spänningarna mellan tre eller flera korsningar kan läggas samman.