Was ist ein Thermoelementdraht?
Bei der Verwendung von Thermoelement-Sensoren ist der Thermoelementdraht zur Signalübertragung genauso wichtig wie der Thermoelementsensor selbst. Thermoelementdraht besteht aus denselben Materialien wie der Thermoelementsensor und dient in erster Linie dazu, den Thermoelementkreis vom Messpunkt („heißer Anschluss“) zum Messgerät („Kaltstelle”) zu verlängern, ohne zusätzliche Fehler zu verursachen.
Die Verwendung von Thermoelementdraht oder Verlängerungskabel können Sie eine maximale Genauigkeit bei der Temperaturmessung gewährleisten und Fehler aufgrund von Legierungszusammensetzungen oder Abweichungen bei der Kalibrierung minimieren.
Vergleich gängiger Thermoelementdrahttypen
| ANSI-Code | IEC-Code | Maximaler nutzbarer Messbereich | Standardfehlergrenzen (über 32 ° F/ 0 ° C) | Spezielle Fehlergrenzen (über 32 ° F/ 0 ° C) | Legierungskombination: + Blei | Legierungskombination: - Blei | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| J | J | Thermoelement-Klasse 32 bis 1382 ° F (0 bis 750 ° C) Verlängerungsklasse 32 bis 392 ° F (0 bis 200 ° C) | Der größere Wert von 4,0 ° F oder 0,75 % (2,2 ° C oder 0,75 %) | Der größere Wert von 2,0 ° F oder 0,4 % (1,1 ° C oder 0,4 %) | EISEN, Fe (magnetisch) | KONSTANTAN KUPFER-NICKEL Cu-Ni | Jetzt kaufen | |
| K | K | Thermoelement-Klasse -328 bis 2282 ° F (-200 bis 1250 ° C) Verlängerungsklasse 32 bis 392 ° F (0 bis 200 ° C) | Der größere Wert von 4,0 ° F oder 0,75 % (2,2 ° C oder 0,75 %) | Der größere Wert von 2,0 ° F oder 0,4 % (1,1 ° C oder 0,4 %) | CHROMEGA ® NICKEL-CHROM Ni-Cr | ALOMEGA ® NICKEL-ALUMINIUM Ni-Al (magnetisch) | Jetzt kaufen | |
| T | T | Thermoelement-Güteklasse -328 bis 662 ° F (-250 bis 350 ° C) Verlängerungsgrad -76 bis 212 ° F (-60 bis 100 ° C) | Der größere Wert von 1,8 ° F oder 0,75 % (1,0 ° C oder 0,75 %) | Der größere Wert von 1 ° F oder 0,4 % (0,5 ° F oder 0,4 %) | KUPFER Cu | KONSTANTAN KUPFER-NICKEL Cu-Ni | Jetzt kaufen | |
| E | E | Thermoelement-Klasse -328 bis 1652 ° F (-200 bis 900 ° C) Verlängerungsklasse 32 bis 392 ° F (0 bis 200 ° C) | Der größere Wert von 3 ° F oder 0,5 % (1,7 ° C oder 0,5 %) | Der größere Wert von 1,8 ° F oder 0,4 % (1,0 ° C oder 0,4 %) | CHROMEGA ® NICKEL-CHROM Ni-Cr | CONSTANTAN KUPFER-NICKEL Cu-Ni | Jetzt kaufen | |
| N | N | Thermoelement-Klasse -450 bis 2372 ° F (-270 bis 1300 ° C) Verlängerungsgrad 32 bis 392 ° F (0 bis 200 ° C) | Größer als 4,0 ° F oder 0,75 % (2,2 ° C oder 0,75 %) | Größer als 2,0 ° F oder 0,4 % (1,1 ° C oder 0,75 %) | OMEGA-P ® NICROSIL Ni-Cr-Si | OMEGA-N ® NISIL Ni-Si-Mg | Jetzt kaufen |
Die vollständige Tabelle finden Sie hier
Warum ist Thermoelementdraht wichtig?
Thermoelemente funktionieren, indem zwei unterschiedliche Metalldrähte an einem Ende (dem heißen Anschluss) verbunden werden, wodurch bei Temperaturänderungen eine Spannung entsteht. Diese Spannung, die am kalten Anschluss gemessen wird, entspricht der Temperatur am Messpunkt. Die spezifische Kombination der Metalle definiert den Typ der Kalibrierung des Thermoelements – beispielsweise Typ K, J, T oder N. Jeder Typ hat einzigartige thermoelektrische Eigenschaften, die sich auf die Genauigkeit, den Temperaturbereich und die Eignung für die jeweilige Umgebung auswirken.
Im Gegensatz zu Standard-Kupfer- oder Allzweckdrähten müssen die Materialeigenschaften von Thermoelementdrähten genau mit den thermoelektrischen Eigenschaften des verwendeten Typs der Kalibrierung des Thermoelementsensors übereinstimmen. Dies ist der Fall, da Thermoelementdrähte auf einer vorhersehbaren Spannungsänderung zwischen den beiden Metallen beruhen, um eine Korrelation mit der Temperaturmessung herzustellen. Die Präzision der Abstimmung der Eigenschaften gewährleistet die Integrität der Temperaturmessungen im gesamten System, da jede Abweichung im Drahtmaterial zu Fehlern bei der Temperaturmessung führen kann.
Thermoelementdraht vs. Verlängerungsdraht
Obwohl sowohl Thermoelementdraht als auch Verlängerungsdraht zur Übertragung von Temperatursignalen verwendet werden, unterscheiden sie sich erheblich in Bezug auf Materialzusammensetzung, Genauigkeit, Anwendungen und Messbereich.
Thermopaar-Draht
Thermopaar-Draht, der aufgrund seiner Vielseitigkeit und größeren Messbereiche bevorzugt wird, wird am Messpunkt zur direkten Temperaturmessung verwendet. Er wird von Kunden benötigt, die ihre eigenen Thermoelemente herstellen.
Verlängerungsdraht
Verlängerungsdraht wird verwendet, um Thermoelemente mit Messgeräten wie Temperaturreglern, Anzeigegeräten oder Datenloggern zu verbinden. Im Gegensatz zu Thermoelement-Kabeln ist es nicht für die direkte Temperaturmessung vorgesehen.
- Temperaturbereich: In der Regel für Umgebungen bis zu 200 °C (392 °F) geeignet – weit unter der Temperatur des Messpunkts.
- Kosten: In der Regel kostengünstiger aufgrund weniger strenger Fertigungstoleranzen und Anforderungen an Materialien
- Einschränkungen: Nur für den Einsatz in Umgebungen mit geringerer Temperatureinwirkung vorgesehen. Verlängerungskabel sind ideal, um die Kosten der Installation bei langen Kabelstrecken zu senken, sofern sie innerhalb der in der obigen Tabelle angegebenen Temperatur- und Genauigkeitsgrenzen bleiben.
| Feature | Thermocouple Grade | Extension Grade |
|---|---|---|
| Verwendungsort | Am Messpunkt | Zwischen Sonde und Gerät |
| Messbereich | Hoch (z. B. >1000 °C) | Niedrig (~200 °C) |
| Kosten | Höher | Niedriger |
| Legierungszusammensetzung | Genaue Spezifikationen | Nahe, aber lockerere Toleranzen |
Spezial-Fehlergrenzen (SLE) Draht vs. Standard-Fehlergrenzen Draht: Was ist der Unterschied?
Bei der Auswahl von Thermoelementdraht ist es wichtig, die erforderliche Genauigkeit zu berücksichtigen. Ein wesentlicher Unterschied besteht zwischen Draht mit Standard-Fehlergrenzen (Standardqualität) und Draht mit speziellen Fehlergrenzen (SLE). Beide verwenden die gleichen Thermoelement-Kalibrierungstypen, aber SLE-Draht wird mit strengeren Genauigkeitsspezifikationen hergestellt.
Standard-Fehlergrenzen (Standardqualität)
- Geeignet für allgemeine Temperaturmessungen
- Bietet einen größeren Messbereich und ist daher ideal für weniger anspruchsvolle Anwendungen
- Beispiel - Typ K: ±2,2 ° C oder ±0,75 % des Messwerts (je nachdem, welcher Wert größer ist)
Spezielle Fehlergrenzen (SLE)
- Eine hochwertigere Version des Thermoelementdrahtes mit strengeren Toleranzen für die Genauigkeit
- Empfohlen für präzisionskritische Anwendungen, bei denen eine höhere Genauigkeit erforderlich ist
- In der Regel teurer aufgrund verbesserter Qualitätskontrolle während der Herstellung
- Beispiel – Typ K: ±1,1 ° C oder ±0,4 % des Messwerts (je nachdem, welcher Wert größer ist)
Isolationstypen und Umweltbeständigkeit
Während der Kalibrierungstyp des Thermoelements die Temperaturmesscharakteristik bestimmt, spielt der Isolierungstyp eine entscheidende Rolle beim Schutz des Drahtes und der Aufrechterhaltung der Signalintegrität. Die Wahl der geeigneten Isolierung ist von entscheidender Bedeutung, da sie die maximal nutzbare Temperatur des Thermoelements begrenzen und die Leistung in anspruchsvollen Umgebungen beeinträchtigen kann.
Thermoelementdrähte sind mit einem breiten Messbereich an Isoliermaterialien erhältlich, die jeweils auf der Grundlage von Umgebungsbedingungen ausgewählt werden, wie z. B.:
- Betriebstemperatur-Messbereich
- Einwirkung von Feuchtigkeit, Chemikalien oder Ölen
- Mechanischer Verschleiß oder Abrieb
- Umgebung der Installation (z. B. Innenbereich, Außenbereich oder Industrie)
Die richtige Isolierung gewährleistet nicht nur die Genauigkeit der Temperaturmessung, sondern verlängert auch die Lebensdauer des Drahtes, indem sie ihn vor Hitze, chemischer Korrosion und physikalischen Beschädigungen schützt.
Für anspruchsvolle Umgebungen wie Außeninstallationen, Bereiche mit starken Vibrationen oder raue Industrieumgebungen sollten Sie doppelt ummantelte oder gepanzerte Thermoelementdrähte in Betracht ziehen, die einen verbesserten Schutz vor mechanischer Beanspruchung und Eindringen von Feuchtigkeit bieten.
Gängige Kabelisolierungsbezeichnungen und Anwendungen
| Isolationscode | Isolation – Gesamt | Isolation – Leiter | Temperaturbereich; Isolierung | Abriebfestigkeit | Flexibilität | Untertauchen in Wasser | Beständigkeit gegen Lösungsmittel | Beständigkeit gegen Säure | Beständigkeit gegen Basen | Flammbeständigkeit | Feuchtigkeitsbeständigkeit |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PP (Verlängerungsqualität EXPP) | Polyvinylchlorid (PVC) | Polyvinylchlorid (PVC) | –40 bis 105 ° C / -40 bis 221 ° F | Gut | Ausgezeichnet | Gut | Befriedigend | Gut | Gut | Gut | Gut |
| FF (Verlängerungsgrad EXFF) | FEP oder Neoflon | FEP oder Neoflon | -200 bis 200 ° C / -338 bis 392 ° F | Ausgezeichnet | Gut | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
| TT (Verlängerungsqualität EXTT) | PFA oder Neoflon | PFA oder Neoflon | -267 bis 260 ° C / -450 bis 500 ° F | Ausgezeichnet | Gut | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
| KK | Kapton | Kapton | -267 bis 316 ° C / -450 bis 600 ° F | Ausgezeichnet | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Ausgezeichnet |
| GG (Verlängerungsqualität EXGG) | Glasgeflecht | Glasgeflecht | -73 bis 482 ° C / -100 bis 900 ° F | Schlecht | Gut | Schlecht | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Befriedigend |
| XC Standardgeflecht; XL-Geflecht; XTOengespanntes Geflecht | Nextel-Geflecht | Nextel-Geflecht | -73 bis 1204 ° C / -100 bis 2200 ° F | Schlecht | Gut | Schlecht | Ausgezeichnet | Gut | Gut | Ausgezeichnet | Befriedigend |
Thermoelementdraht Häufig gestellte Fragen
- Wie viele Meter T/C-Draht kann ich verlegen?
- Überprüfen Sie für ein bestimmtes Gerät die technischen Daten, um festzustellen, ob es Einschränkungen bei der Eingangsimpedanz gibt. Als Faustregel gilt jedoch, dass der Widerstand auf maximal 100 Ohm begrenzt werden sollte. Dies hängt auch vom Durchmesser des Kabels ab: Je größer der Durchmesser, desto geringer der Widerstand pro Meter und desto länger kann das Kabel sein. Wenn die Umgebung jedoch elektrisch gestört ist, kann ein Temperatur-Transmitter erforderlich sein, der ein 4-20-mA-Signal überträgt, das über größere Entfernungen übertragen werden kann und störungsunempfindlicher ist.
Wie führe ich die Installation eines Thermoelementdrahts richtig durch?
- Thermoelemente haben positive und negative Drähte; daher ist es wichtig, bei der Installation die Polarität beizubehalten. Wenn eine der Verbindungen vertauscht wird, führt dies zu einem Messfehler. Die Verwechslung der Polarität und die Verwendung von Nicht-Thermoelementdraht als Verlängerungsdraht sind zwei der häufigsten Ursachen für Fehler bei der Installation von Thermoelementen.
Welche Art von Draht (massiv, verseilte, verdrillte/abgeschirmte) wird benötigt?
- Dickere Drähte ermöglichen höhere Temperaturen, eine bessere Haltbarkeit und längere Leitungslängen. Dünnere Drähte haben einen höheren elektrischen Widerstand, was bei längeren Leitungslängen zu einer Verschlechterung des Signals führen kann, aber sie werden bevorzugt, wenn zusätzliche Flexibilität oder geringere Kosten erforderlich sind.
Welche Drahtstärke wird benötigt?
- Dickere Drähte ermöglichen höhere Temperaturen, eine bessere Haltbarkeit und längere Leitungslängen. Dünnere Drähte weisen einen höheren elektrischen Widerstand auf, was bei längeren Leitungslängen zu einer Signalverschlechterung führen kann, werden jedoch bevorzugt, wenn zusätzliche Flexibilität oder geringere Kosten erforderlich sind.
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