Ett termoelement är en apparat som används för att omvandla värme till el. Det mäter temperaturskillnaden mellan två punkter. Termoelement är bland de mest använda temperatursensorerna på grund av sin breda tillgänglighet och mycket låga kostnader. Tyvärr är de inte de mest exakta temperaturläsarna.

Seebeck-effekten

Seebeck-effekten spelar en nyckelroll i funktionen av ett termoelement. Det står att en temperaturskillnad mellan två metallhalvledare kommer att skapa el. När dessa halvledare bildar en slinga görs en elektrisk ström. Termoelement är beroende av denna effekt för att mäta temperaturen. När ett termoelement placeras mellan en temperaturgradient mellan två halvledare blir den en del av kretsen skapad av Seebeck-effekten. Detta gör det möjligt att mäta en spänning och omvandla den spänningen till en läsbar temperaturgradient beroende på vilka typer av metall som används.

Funktionen hos ett termoelement

När ett termoelement mäter en temperaturgradient, Det mäter temperaturskillnaden mellan två halvledare. Detta innebär att ett termoelement måste anslutas till en multimeter, vilket gör att användaren kan läsa spänningen hos de två halvledarna som är inblandade. Temperaturskillnaden och spänningen är direkt relaterade. Därför kan man, om man kan läsa spänningen som går genom en krets, beräkna temperaturskillnaden mellan de två halvledarna. Denna temperaturskillnad erhålls genom mätning av spänningen; för spänningen motsvarar direkt temperaturskillnaden mellan termoelementets halvledare.

Typer av termoelement

Det finns många typer av termoelement, alla varierande i metalllegeringen som används i deras sond . De vanligaste typ K-termoelementen (krom-alumel) är mycket billiga och har ett brett spektrum av temperaturer som de kan mäta. Denna typ av billighet visar emellertid att det inte är mycket noggrant och kan uppleva förändringar i känslighet vid temperaturer över 354 grader Celsius, vilket är Curie-punkten för nickel, en beståndsdel av kromel. Typ E-termoelement (krom-konstantin) har en högre känslighet än typ K och är icke-magnetiska. Det finns många andra typer av termoelement, och en fullständig lista finns i avsnittet Resurser.

Applikationer

Termoelement används vid tillverkning av stål för att mäta stålets temperatur i ordning för att bestämma kolhalten i stålet baserat på dess smältningstemperatur. De används också i pilotljus. Denna applikation kräver att termoelementet sitter i pilotflammen för att kunna berätta om flammen är på. När flamman är på, alstras en ström i termoelementet och den läser värmen som alstras av flamman. När flammen är av kan elektroniska sensorer veta att gasen stängs av för att förhindra eventuella gasläckor.

Thermocouple Användning

Termoelementer följer tre lagar när de används. För det första antyder lagen om homogena material att temperaturer som inte appliceras vid korsningarna i termoelementet inte påverkar den producerade spänningen, eftersom de inte skapar någon mer av en temperaturgradient. För det andra säger lagen i mellanmaterial att nya material som injiceras i kretsen inte kommer att förändra spänningen så länge som korsningarna som bildas av det nya materialet inte uppvisar en temperaturgradient. Lagen om successiva temperaturer anger att spänningarna mellan tre eller flera korsningar kan läggas ihop.