Sensorklasse

Je nach Pozesstemperatur werden unterschiedliche Thermoelemente eingesetzt.

 

Je nach Prozesstemperatur werden unterschiedliche Thermoelement-Typen (z.B. im Standard K oder J) eingesetzt. Das Thermoelement befindet sich im  Messeinsatz. Die Messgenauigkeit der Messung ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren:

  • Messgenauigkeit Sensor: Thermoelement Typ, Klasse (siehe Detailbeschreibung unten)
  • Messgenauigkeit Thermoleitung, Ausgleichsleitung (siehe Detailbeschreibung unten)
  • Messgenauigkeit Transmitter: Genauigkeit; Anbindung Transmitter (Spezifikation siehe Konfigurator)
  • Einbau Messstelle: Installation Sensor (Fließrichtung des Mediums, Mindesteintauchtiefe: 8x Thermometerdurchmesser bei Thermoelemente mit Mantelleitung, Einbauwinkel)

 

 

  

Typ Thermoelemente:

Die DIN EN 60584 spezifiziert für verschiedene Thermopaare Kennlinien (Grundwertreihe) der Thermospannung über die Temperatur.
Man unterscheidet folgende Typen:

 

 

Typ

Paarung

Temperaturbereich

T

Cu / CuNi

-270...+400 °C

J

Fe / CuNi

-210...+1200 °C

E

NiCr / CuNi

-270...+1000 °C

K

NiCr / NiAl

-270...+1372 °C

N

NiCrSi / NiSi

-200...+1200 °C

R

Pt13Rh / Pt

-50...+1768 °C

S

Pt10Rh / Pt

-50...+1768 °C

B

Pt30Rh / Pt6Rh

0...+1820 °C

   
Messstelle geerdet bei Thermoelement mit Mantelleitung
   

 Merkmale:

  • kurze Ansprechzeit
  • verändertes Korrosionsverhalten durch Verschweißen der Thermopaare mit dem Mantelwerkstoff

 

Das Thermopaar ist in einer hochverdichteten Keramikmasse (Magnesiumoxid Pulver MgO) isoliert eingepresst.

Vorteile:
- Höhere Temperaturbeständigkeit
- Stoß- und Schwingungsfestigkeit
- Hohe Biegbarkeit (höhere Flexibilität bei beschränkten Einbaumöglichkeiten)

  

 

 

 

  

Messstelle ungeerdet bei Thermoelement mit Mantelleitung
   

Merkmale:

  • längere Ansprechzeit
  • störunempfindlich
  • höhere Temperaturen

 

Das Thermopaar ist in einer hochverdichteten Keramikmasse (Magnesiumoxid Pulver MgO) isoliert eingepresst.

Vorteile:
- Höhere Temperaturbeständigkeit
- Stoß- und Schwingungsfestigkeit
- Hohe Biegbarkeit (höhere Flexibilität bei beschränkten
Einbaumöglichkeiten)

 

 

 

  

Messstelle ungeerdet mit Keramikisolatoren für Hochtemperatur-Thermoelemente
   

Durch Keramikisolatoren werden die Thermoschenkel und die Meßstelle geschützt und gegeneinander isoliert. Somit wird eine Stabilität des Messeinsatzes gewährleistet.

 
   

Genauigkeitsklassen:

  

Messgenauigkeit des Sensors:
Die Norm DIN EN 60584-2 legt Standardwerte und Toleranzen für die zu verwendenden Thermopaarkombinationen fest.

 

  

 

Typ

Standardtoleranz
(DIN EN 60584-2)

Verkleinerte Toleranz
(DIN EN 60584-2)

 

Klasse

Abweichung

Klasse

Abweichung

Thermoelemente aus unedlen Metallen

T
(Cu-CuNi)

2

+/-1,0 °C (-40...133 °C)
+/-0,0075|t| (133...350 °C)

1

+/-0,5 °C (-40...125 °C)
+/-0,004|t| (125...350 °C)

J
(Fe-CuNi)

2

+/-2,5 °C (-40...333 °C)
+/-0,0075|t| (333...750 °C)

1

+/-1,5 °C (-40...375 °C)
+/-0,004|t| (375...750 °C)

E
(NiCr-CuNi)

2

+/-2,5 °C (-40...333 °C)
+/-0,0075|t| (333...900 °C)

1

+/-1,5 °C (-40...375 °C)
+/-0,004|t| (375...800 °C)

K
(NiCr-Ni)

2

+/-2,5 °C (-40...333 °C)
+/-0,0075|t| (333...1200 °C)

1

+/-1,5 °C (-40...375 °C)
+/-0,004|t| (375...1000 °C)

N
(NiCrSi-NiSi)

2

+/-2,5 °C (-40...333 °C)
+/-0,0075|t| (333...1200 °C)

1

+/-1,5 °C (-40...375 °C)
+/-0,004|t| (375...1000 °C)

Thermoelemente aus Edelmetallen

S
(Pt10Rh-Pt)

2

+/-1.5 °C (0...600 °C)
+/-0,0025|t| (600...1600 °C)

1

+/-1 °C (0...1100 °C)
+/-[1+0,003(t-1100)] (1100...1600 °C)

R
(Pt13Rh-Pt)

2

+/-1.5 °C (0...600 °C)
+/-0,0025|t| (600...1600 °C)

1

+/-1 °C (0...1100 °C)
+/-[1+0,003(t-1100)] (1100...1600 °C)

B
(Pt30Rh-Pt6Rh)

3

+/-4 °C (600...800 °C)
+/-0,005|t| (800...1700 °C)

2

+/-0,0025|t| (600...1700 °C)

 

 

Thermoleitung, Ausgleichsleitung

  

Thermo- und Ausgleichsleitungen werden eingesetzt, um die Wegstrecke zwischen dem Fühler (Keramiksockel) und der Auswerteelektronik (Transmitter) mit einem preiswerten Kabel zu überbrücken.

Thermoleitungen werden aus dem gleichem Material wie die entsprechenden Thermopaare hergestellt.

Ausgleichsleitungen haben dagegen Leiter aus Sonderwerkstoffe, die nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich die gleichen thermoelektrischen Eigenschaften besitzen wie das entsprechende Thermopaar.

 

  
   

Thermoelement Anbindung

 

 

 

 

  

Für jedes Thermoelement gibt es eine entsprechende Thermo- oder Ausgleichsleitung, die sich im Temperaturbereich bis maximal 200 °C ähnlich dem Thermoelement (kompatibel) verhält. Außerdem sind die Thermo- und Ausgleichsleitungen preiswerter und leichter zu verlegen als die isolierten Thermoelement-Drähte.

Die folgende Tabelle zeigt die gängigsten Isolationsmaterialien und ihre maximale Temperaturbeständigkeit für Thermo-und Ausgleichsleitung:

  • Material t max
  • PVC 80 °C
  • Silikon 180 °C
  • PTFE 260 °C
  • Glasseide 400 °C