Av Kim Lewis Uppdaterad 24 mars 2022
Termoelement är temperatursensorer som är gjorda av två metallegeringar. När de två metallerna förs samman för att bilda en korsning, genereras en spänning när det finns temperaturskillnader mellan dem. Detta är känt som Seebeck-effekten.
Den tyska läkaren som blev fysiker Thomas Johann Seebeck upptäckte Seebeck-effekten. Han tog två olika metaller, med den ena vid en högre temperatur än den andra, och gjorde en seriekrets genom att sammanfoga dem i en korsning. Han upptäckte att han kunde generera en spänning. Ju större temperaturskillnaden mellan dem, desto högre spänning genererades, och han fann att resultaten var oberoende av metallens form.
Termoelement är värdefulla inom vetenskap och teknik, på grund av egenskaper som deras snabba reaktionstid och ringa storlek. De har förmågan att noggrant mäta extrema temperaturer, med intervall från 270 till 2 500 grader Celsius och fel inom 0,5 till 2 grader Celsius.
Nackdelen med termoelement är att signalerna som produceras kan vara icke-linjära och därför måste de kalibreras noggrant.
Två metallegeringar sammanförs för att bilda en knutpunkt. 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 temperatursensor i fast tillstånd, även om äldre använder ett isvattenbad.
En faktor för temperaturkänslighet är den typ av metallkombinationer som används. En nickel-nickel-kombination har ett temperaturområde på -50 till 1 410 grader Celsisus, medan en rhenium-rhenium kan mäta från 0 till 2 315 grader Celsisus. Krom-alumel, koppar-konstantan och järn-konstantan är de vanligaste.
Det finns flera olika typer. De klassificeras enligt den maximala temperatur de kan mäta, var de kan fungera och deras robusthet. De vanligaste är J, K, T och E. Termoelement av typ J kan till exempel användas utan ett skydd som kallas en mantel, även om ett sådant rekommenderas för att förlänga deras livslängd. Termoelement av typ J 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 i diagnostiska tester för fordonsmotorer. Vissa gasapparater som pannor, varmvattenberedare och ugnar använder dem som säkerhetsfunktioner; om kontrollampan är släckt, stoppar termoelementet gasventilen från att fungera. De används också som ett hjälpmedel vid mjölkpastörisering och som mattermometrar. Inom industrin är de värdefulla som sonder och sensorer.
