Wie man ein Thermoelement herstellt
Ein Thermoelement ist ein Thermometer, dessen Funktion auf der Fähigkeit zweier miteinander verbundener unterschiedlicher Metallleiter oder Halbleiter basiert, eine EMK zu erzeugen, die proportional zur Temperatur der Verbindungsstelle oder, wie man sagt, der Verbindungsstelle ist. Thermoelemente werden an ein Millivoltmeter oder Potentiometer angeschlossen, anhand dessen Messwerte die Temperatur des beheizten Knotens bestimmt wird.
Lesen Sie hier mehr über das Gerät und die Funktionsweise von Thermoelementen: Thermoelektrische Wandler
Das Thermoelement lässt sich leicht selbst herstellen (Abb. 1, a, b). Dazu werden zwei Drähte 4 (z. B. aus Chromel- und Copel-Legierungen) auf eine Länge von 6–8 mm miteinander verdrillt und nach sorgfältigem Abisolieren mit Reinzinn verlötet oder verschweißt. Zum Löten werden ausschließlich säurefreie Flüssigkeiten verwendet. Nach dem Schweißen kann der Kopf 5 des Thermoelements durch leichte Hammerschläge in die Form eines Spatens geschmiedet werden.
Thermoelemente mit einem solchen Kopf werden zur Messung der Temperatur der Kerne von Maschinen und Transformatoren verwendet.Zum Einbau des Thermoelements werden die Kernbleche auseinandergefahren und der spatenförmige Kopf des Thermoelements in den entstandenen Spalt eingeführt.
In ein elektrisches Produkt sind häufig mehrere Thermoelemente eingebaut, um die Temperatur seiner verschiedenen Teile zu messen. In diesem Fall werden die Enden der Thermoelemente in Reihe mit demselben Gerät verbunden. Die Konstruktion des Schalters muss sicherstellen, dass es beim Umschalten von einem Thermoelement zum anderen zu keinem Kontakt zwischen den Thermoelementen kommt, da sonst die Nadel des Geräts starke Stöße erleidet.
Damit alle Thermoelemente den gleichen Widerstand haben, müssen sie aus der gleichen Endlänge und dem gleichen Draht bestehen.
Darüber hinaus müssen die Thermoelemente nach der Produktion untereinander überprüft werden. Dazu werden sie in einen geschlossenen Behälter mit auf eine Temperatur von 70 bis 80 ° C erhitztem Transformatoröl getaucht und durch Bewegen des Schaltknopfs von einem Thermoelement zum anderen verschoben. Es wird ein Thermoelement mit maximalen Messwerten erkannt. Dieses Thermoelement wird als Kontrolle verwendet und die Messwerte der anderen Thermoelemente werden mit ihren Messwerten verglichen, während ihre Längen verkürzt werden, um die Widerstände auszugleichen.
Reis. 1. Herstellung eines Thermoelements (a) und sein Aussehen nach dem Schweißen (b): 1 – Zange, 2 – Schweißelektrode, 3, 4 – Draht, 5 – Kopf
Reis. 2. Umgekehrte serielle Verbindung von Thermoelementen: 1 – heiße Verbindungsstelle, 2 – kalte Verbindungsstelle
Beachten Sie bei Messungen mit dieser Methode, dass der durch das Thermoelement fließende Strom von der Temperaturdifferenz zwischen dem überwachten Punkt und dem Ende des Thermoelements abhängt, an das das Messgerät angeschlossen ist.Um die Temperatur des Regelpunkts zu ermitteln, ist es daher erforderlich, die Temperatur am Standort des Messgeräts zu kennen.
Diese Eigenschaft des Thermoelements ermöglicht es, bei Bedarf die Temperaturdifferenz an zwei Regelpunkten zu messen, für die zwei Thermoelemente antiseriell geschaltet sind.