Anwendungen

Thermoelemente werden häufig zur Temperaturmessung an Rohren, Maschinengehäusen, Formen, Heizplatten, Motoren und anderen Metallbauteilen eingesetzt. Für zuverlässige Ergebnisse sind ein geeigneter Oberflächenfühler, guter thermischer Kontakt, ausreichende Einschwingzeit und die Minimierung von Wärmeleitungs- und Umgebungseinflüssen entscheidend.

Thermoelemente eignen sich zur Messung der Temperatur von Luft und anderen Gasen. Da Luft Wärme vergleichsweise schlecht überträgt, können Fühlerbauform, Ansprechzeit, Strömungsgeschwindigkeit, Wärmestrahlung und Messposition das Messergebnis deutlich beeinflussen. Die richtige Auswahl und Positionierung des Temperaturfühlers ist entscheidend für stabile und repräsentative Messwerte.

Thermoelemente eignen sich zur Messung von Flüssigkeitstemperaturen, sofern ein geeigneter Eintauchfühler verwendet wird. Das Messergebnis wird unter anderem durch Fühleraufbau, Eintauchtiefe, Flüssigkeitsbewegung, Temperaturverteilung und Mantelwerkstoff beeinflusst. Eine korrekte Positionierung reduziert typische Messfehler.

Thermoelemente Typ K und Typ J nutzen beide den thermoelektrischen Effekt zur Temperaturmessung, unterscheiden sich jedoch in ihren Werkstoffpaarungen und Thermospannungs-Temperatur-Kennlinien. Deshalb dürfen sie nicht ohne korrekte Einstellung des Messgeräts gegeneinander ausgetauscht werden. Dieser Artikel erläutert mögliche Messfehler und zeigt, wie Fühler, Messgerät, Verlängerungs- beziehungsweise Ausgleichsleitungen und Steckverbinder korrekt kombiniert werden.

Ein unterbrochenes Thermoelementkabel darf nicht wie eine gewöhnliche elektrische Leitung behandelt werden. Bei einem mechanischen Bruch der Anschlussleitung ist eine Reparatur häufig möglich, sofern Thermoelementtyp, Werkstoff und Polarität erhalten bleiben. Ist jedoch die Messstelle, das Innere der Sonde oder ein thermisch gealterter Bereich beschädigt, ist ein Austausch in der Regel die zuverlässigere Lösung.

Wird dasselbe Thermoelement nacheinander oder unter gleichen Bedingungen an zwei Thermoelement-Thermometern verwendet, sind geringe Abweichungen der angezeigten Temperatur nicht ungewöhnlich. Das Messergebnis wird nicht nur vom Fühler bestimmt, sondern auch von Gerätegenauigkeit, Kaltstellenkompensation, Linearisierung, eingestelltem Thermoelementtyp, Anschlussqualität, Umgebungstemperatur und Kalibrierzustand.

Geringfügige Schwankungen einer Thermoelement-Anzeige sind nicht automatisch ein Zeichen für einen Gerätefehler. Größere oder dauerhaft instabile Messwerte können jedoch auf Probleme mit Fühlerkontakt, Leitungen, Steckverbindungen, elektromagnetischen Störungen, Umgebungsbedingungen oder Geräteeinstellungen hinweisen. Dieser Artikel erläutert typische Ursachen und eine systematische Fehlersuche.

Die Leitungslänge eines Thermoelements kann an die jeweilige Einbausituation angepasst werden. Das Kürzen ist in der Regel unproblematisch, solange Messstelle und Fühleraufbau nicht beschädigt werden. Für eine Verlängerung müssen zum Thermoelementtyp passende Verlängerungs- oder Ausgleichsleitungen verwendet und die Polarität korrekt eingehalten werden. Bei größeren Leitungslängen sind außerdem Schleifenwiderstand, elektromagnetische Störungen und Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen.

Eine lange Thermoelementleitung verursacht nicht automatisch einen erheblichen Temperaturfehler. Mit zunehmender Leitungslänge können jedoch Leitungswiderstand, elektromagnetische Störungen, zusätzliche Verbindungsstellen, ungeeignete Werkstoffübergänge, Isolationsprobleme und Temperaturunterschiede einen stärkeren Einfluss auf Messstabilität und Genauigkeit ausüben. Entscheidend sind die richtige Leitung, fachgerechte Schirmung und eine geeignete Installation.

Für Thermoelement-Thermometer gibt es kein einheitliches Kalibrierintervall. Unter normalen Einsatzbedingungen können 12 Monate als anfänglicher Richtwert dienen. Das tatsächliche Intervall sollte jedoch anhand der geforderten Messgenauigkeit, Nutzungshäufigkeit, Messtemperatur, Umgebungsbedingungen, Gerätestabilität und bisherigen Kalibrierergebnisse festgelegt werden.

Thermoelemente Typ K werden sehr häufig eingesetzt, können jedoch nicht grundsätzlich an jedes Thermoelement-Thermometer angeschlossen werden. Das Messgerät muss Typ K unterstützen. Zusätzlich müssen Stecker, Polarität, Messbereich, Kaltstellenkompensation sowie Temperaturfestigkeit von Fühler, Leitung und Steckverbindung zur Anwendung passen.

Schwankende Messwerte eines handgehaltenen Drehzahlmessers bedeuten nicht automatisch, dass das Gerät fehlerhaft ist. Bei berührungslosen Drehzahlmessern können Handbewegungen, eine instabile Ausrichtung auf die Reflexmarke oder optische Störungen das Signal beeinflussen. Bei berührenden Modellen spielen außerdem Anpressdruck, Messwinkel und Schlupf eine Rolle. Dieser Beitrag erläutert die häufigsten Ursachen und geeignete Maßnahmen zur Fehleranalyse.