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Hersteller   Deutschland   Europa
BACH RC ist ein Familienunternehmen welches schnell und flexibel auf die Anforderungen des Marktes reagiert. Zu unseren Kunden gehören Hersteller von Halbleiterfertigungsanlagen, Maschinenbaubetriebe,...
Produkte: Thermoelemente, Temperaturregler, Platintemperatursensoren, Keramische Bauteile, Heizstrahler, Heizplatten, Keramikheizkörper, Heizelemente
Hersteller   Deutschland   Asien Afrika Europa
Produkte: Thermoelemente, Absperrventile, Gasarmaturen, Gasschläuche, Flüssiggasbehälter, Gaslampen, Hochdruckschläuche, Flüssiggasarmaturen, Schrumpfbrenner
Hersteller   Italien   Weltweit
Produkte: Thermoelemente, Optoelektronische Sensoren, Optoelektronische Lasersensoren, Temperaturregler, Laserlichtschranken, Zeilensensoren, Miniatursensoren
Hersteller   Deutschland   Europa
Die Firma electrotherm GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung, Konstruktion und Produktion elektrischer Temperaturfühler. Neben Widerstandsthermometern und Thermoelementen mit Anschlusskopf, Ansch...
Produkte: Thermoelemente, Thermoelementmessgeräte, Temperaturmessgeräte, Messumformer, Kalibrierarbeiten, Kabelfühler, Fixpunktzellen, Temperatursensoren
Hersteller   Deutschland   Weltweit
Kabel von SAB - Wir sind weltweit einer der führenden Hersteller von Kabel & Leitungen, Kabel-Konfektionen und Temperaturmesstechnik. Mehr als 60 Jahre Erfahrung in der...
Produkte: Thermoelemente, Flexible Kabel, Hybridkabel, Steuerleitungen, Kabelbäume, Halogenfreie Kabel, Temperaturfühler, Kabel & Leitungen, Schiffskabel
Hersteller   Deutschland   Weltweit
Präzision, Qualität und Flexibilität - nach diesen Maßstäben entwickelte sich das mittelständische Familienunternehmen burster in viereinhalb Jahrzehnten zu einem der wichtigen Anbieter von Präzisions...
Produkte: Thermoelemente, Grenzwertschalter, Messtaster, Beschleunigungssensoren / Beschleunigungsaufnehmer, Wegmessgeräte, Einbauinstrumente, Zugprüfmaschinen
Hersteller   Schweiz   Weltweit

Endress+Hauser ist ein weltweit führender Anbieter von Messgeräten, Dienstleistungen und Lösungen für die industrielle Verfahrenstechnik. Wir bieten Prozesslösungen für Durchfluss-, Füllstand-, Dru...

Produkte: Thermoelemente, Grenzwertschalter, Leitfähigkeitsmessgeräte, Leitfähigkeitssensoren, Temperaturmessgeräte, PROFIBUS-Feldbussysteme, Sauerstoffsensoren
Produkte: Thermoelemente, Thermoleitungen, Temperatursensoren, Widerstandstemperatursensoren
Hersteller   Japan   Weltweit
Produkte: Thermoelemente, Luftfeuchtemessgeräte, Temperaturmessgeräte, Dickenmessgeräte, Feuchtesensoren, Mess- und Prüftechniken, Registriergeräte
Hersteller   Deutschland   Weltweit
Produkte: Thermoelemente, UV-Messgeräte, Luftfeuchtemessgeräte, Flügelradanemometer, pH-Elektroden, Differenzdruckmessgeräte, Schallpegelmessgeräte
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Thermoelemente Hersteller

Allgemeines über Thermoelemente

Die Entwicklung der Temperaturmesstechnik hat im Laufe der Zeit zahlreiche verschiedene Messmethoden zur Temperaturmessung hervorgebracht. Mineralisolierte Temperaturfühler als Mantelthermoelemente gehören zu der Gruppe von Temperatursensoren, die als bewährte Widerstandsthermometer ein breites Anwendungsfeld abdecken.

Funktionsprinzip Thermoelemente

Bei Thermoelementen werden verschiedene Metalle in einem gewissen Abstand miteinander verbunden, meistens durch Lötstellen. Der eine Verbindungspunkt stellt eine Messstelle dar, der andere dient als Vergleichsstelle. Wenn an diesen beiden Verbindungspunkten unterschiedliche Temperaturen herrschen, entsteht zwischen diesen Berührungsstellen eine elektrische Thermospannung, die einen kleinen, aber messbaren Strom fließen lässt. Diese Erscheinung wird auch noch als Seebeck-Effekt bezeichnet.

Ursache der Thermospannung

Metalle als chemische Grundstoffe bestehen aus Atomen, in deren Atomhüllen sich die Elektronen auf verschiedenen Bahnen um den Atomkern bewegen. Die äußere Schale jeder Atomhülle ist mit Valenzelektronen besetzt. Diese Valenzelektronen sind mit einer ganz bestimmten Bindungsenergie an den Atomkern gebunden, wobei die Größe der Bindungsenergie für verschiedene Metalle unterschiedlich hoch ist. Wird diese Bindungsenergie durch äußere Energiezufuhr in Form von Wärme überwunden, so können Valenzelektronen des Metalls mit der kleineren Bindungsenergie an der Lötstelle überspringen auf das Metall mit der größeren Bindungsenergie. Es entsteht dort ein Elektronenüberschuss, an dem Metall mit der kleineren Bindungsenergie ein Elektronenmangel. Der entstehende Potenzialunterschied ist die Ursache der Thermospannung, worauf auch das Funktionsprinzip eines Thermoelementes beruht.

Physikalische Details zur Größe der Thermospannung

Für die Größe der Thermospannung spielt der Seebeckkoeffizient (S), welcher in Mikrovolt/Kelvin (µV/K) angegeben wird, eine maßgebliche Rolle. Das Produkt aus Seebeckkoeffizient mal Temperaturdifferenz ergibt die theoretische Thermospannung in Kelvin.

Die Größe des Seebeckkoeffizienten wird für verschiedene Metalle in Relation zu Platin (Pt) angegeben. Die Basistemperatur beträgt T = 273 K (0 °C)

  • Konstantan = -35 µV/K
  • Nickel = -15 µV/K
  • Aluminium = 3,5 µV/K
  • Kupfer = 6,5 µV/K
  • Silber = 6,5 µV/K
  • Nickel-Chrom = 25 µV/K

Der physikalische Zusammenhang zwischen Temperatur und Thermospannung ist jedoch nicht linear, sondern hat näherungsweise die Form einer Parabel.

Uth = a * T + b * T2

Die Koeffizienten a und b sind hierin thermoelektrische Stoffkonstanten. Die Temperaturdifferenz ist hier mit T angegeben, bei einer Bezugstemperatur von T0 = 273 K (0 °C).

Typen und Einsatzbereiche von Thermoelementen

Hersteller von Thermoelementen unterscheiden diese nach den Typen K, N, J, E, T, R, S und B. Diese Typen sind für verschiedene Einsatz- und Temperaturbereiche gedacht und nach folgender Definition geordnet:

  • Typ K: NiCr-NiAl-Thermoelemente sind geeignet für oxidierende oder Schutzgasatmosphären bis 1200 °C.

  • Typ J: Fe-CuNi-Thermoelemente werden im Vakuum, in Schutzgasatmosphären und für Einsätze mit Oxidation und Reduktion bis zu Temperaturen von 750 °C verwendet.

  • Typ N: NiCrSi-NiSi-Thermoelemente werden in oxidierenden Atmosphären, Schutzgasatmosphären und trockenen Atmosphären bis 1200 °C Verwendet. Die Genauigkeit bei hohen Temperaturen ist sehr hoch. Die Atmosphären dürfen jedoch nicht schwefelhaltig sein.

  • Typ E: NiCr-CuNi-Thermoelemente können in oxidierenden oder Schutzgasatmosphären bis zu Temperaturen von 900 °C angewendet werden. Der Typ E erreicht von allen Thermoelementen die höchste Thermospannung.

  • Typ T: Cu-CuNi-Thermoelemente können auch bei Temperaturen unter 0 °C bis zu 350 °C in oxidierenden, reduzierenden und in Schutzgasatmosphären eingesetzt werden. Auch bei feuchten Atmosphären sind sie unempfindlich gegen Rost.

  • TyP S: Pt10%Rh-Pt-Thermoelemente sind für Dauereinsätze in oxidierenden oder Schutzgasatmosphären bis 1600 °C geeignet. Verunreinigungen müssen vermieden werden, da sie Verprödungen verursachen.

  • Typ R: Pt13%Rh-Pt-Thermoelemente können dauerhaft in oxidierenden oder Schutzgasatmosphären bis 1600 °C verwendet werden. Verunreinigende Einflüsse müssen zur Vermeidung von Versprödungen vermieden werden.

  • Typ B: Pt30%Rh-Pt6%Rh-Thermoelemente können dauerhaft in oxidierenden oder Schutzgasatmosphären bis 1700 °C verwendet werden. Kurzfristig können sie auch in Vakuumumgebungen eingesetzt werden. Verunreinigende Einflüsse müssen zur Vermeidung von Versprödungen vermieden werden.

Fazit

Heizleiter und Heizelemente müssen in der praktischen Anwendung im richtigen Temperaturbereich arbeiten. Thermoelemente dienen hier oft als Überwachungs- und Regelelemente und werden für solche Zwecke erfolgreich eingesetzt.