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Die Messung von Temperaturen dient der Beurteilung der thermischen Zustände von Körpern und Medien, wie Gase und Flüssigkeiten.
In technischen Anlagen sind Messverfahren mit TC (Thermoelementen), PT (Platin) Fühlern, sowie optische Verfahren mit Halbleitersensoren üblich.
In diesem Beitrag wird die Messtechnik mit Thermoelementen als "berührende Sensoren" beschrieben.
Die Thermopaare werden in zur Aufgabenstellung passenden Armaturen eingebaut.
Diese Armaturen schützen die sensiblen Elemente vor allen Umgebungseinflüssen, außer der Temperatur.
Um den inneren Aufbau eines Thermoelementes muss sich der Anwender üblicherweise nicht kümmern, außer um die Auswahl des für die Aufgabe passenden metallischen Thermopaares. Die Auswerteelektronik verwendet die jeweilige Kennlinie des Thermopaares für die Auswertung der gemessenen Temperatur.
Für jede Anwendung gibt es die passende Kombination und Adaption.
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Einsatzgebiete
Die Temperaturmessung wird eingesetzt in vielen Bereichen der Industrie und des täglichen Lebens wie...
- Messen im Feuerraum, in Rohren, Kanälen und Kammern mit gasförmigen Medien; z.B. Luft und RauchgasenTemperierprozesse
- Produktionsprozesse der Chemischen- Pharmazeutischen- und Mineralölindustrie
- Ofenindustrie, Zement, Ziegel, Steine, Glas
- Überwachung und Qualitätssicherung von Produkteigenschaften und Produktqualität
- Optimierung von Prozessen hinsichtlich Geschwindigkeit, Energieaufwand und Ausbeute
- Einhaltung von Umweltanforderungen und Anlagensicherheit
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Bauformen von Armaturen und Sensoren
- Armaturen in unterschiedlichen Metallausführungen
- Einschraubfühler mit Gewindeanschluss
- Einschubfühler für Schneidringverschraubung oder Gleitflansch
- Flanschfühler in diversen Flanschgrößen und Normen
- Einschweißfühler für Hochdruckanwendungen
- Verschiedene Eintauchlängen in den Prozess
- Metallische Schutzrohre / Keramische Schutzrohre
2.4816 Inconell 600, 1.4571 oder andere Edelstähle
- Kundenspezifische Ausführungen
- mit / ohne Hals
- mit / ohne Anschlusskopf (B, BUS, BUZ, BUZ-H)
- DIN Köpfe: B = Deckel mit 2 Verschlussschrauben
- DIN Köpfe: BUZ = Klappdeckel mit Schraubverschluss
- DIN Köpfe: BUS = Klappdeckel mit Schnappverschluss
- DIN Köpfe: BUZH = Klappdeckel (hoch) mit Schraubverschluss
- DIN Köpfe: BUSH = Klappdeckel (hoch) mit Schnappverschluss
- Mit / ohne eingebaute Messumformer
- Thermopaare und Sensoren je nach Anforderungen und Aufwand
- Typ K: Nickel-Chrom + / Nickel - 1100 °C (ca 40 µV/°C)
- Typ J: Eisen + / Kupfer-Nickel - 1200 °C (ca 50 µV/°C)
- Typ R oder S: Platin-Rhodium + / Platin - 1750 °C (ca 10 µV/°C)
- 3 Genauigkeitsklassen: 1, 2 und 3 (gültig ab ca 40 °C)
- Typ K: 1: ± 1,5 °C / 2: ± 2,5 / 3: ± 2,5
- Typ J: 1: ± 1,5 °C / 2: ± 2,5 / 3: nicht definiert
- Typ R / S: 1: ± 1,0 °C / 2: ± 1,5 / 3: nicht definiert
- Mantelthermoelemente oder Elemente in austauschbaren Schutzrohren
- Alle Thermoelemente unterliegen Alterungseffekten, vor Allem bei hohen Tmperaturen
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Messprinzip und Anschlussvarianten
Wir messen Temperaturen mit Sensoren aus zwei miteinander verschweißten Metalldrähten, die auf Grund ihres Thermoelektrischen Effektes eine elektrisch messbare Thermospannung erzeugen in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Einsatzstelle und Messgerät. Der Thermoelektrische Effekt besteht aus einer Spannung in der Größenordnung von wenigen 10 µV pro Grad C. Die Vergleichsstellentemperatur des Messgerätes wird zur Kompensation benutzt.
Der Anschluss an die Messumformer muss mit Themo-Ausgleichsleitungen erfolgen, die auf die Thermopaare des Fühlers angepasst sind.
Die Messspannung wird in Messumformern in 4...20 mA Stromschleifensignale oder in ein Digitalformat umgewandelt und in Steuerungen, Regelungen und Grenzwertüberwachungen verwendet und angezeigt.
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Anwendungshinweise:
- Thermoelemente werden vorwiegend betriebsfertig geliefert, d. h. in Schutzfassungen,
die Zerstörung der Thermopaare durch mechanische Kräfte oder chemischen Angriff verhindern.
- Die Schutzfassungen der Thermoelemente müssen den jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst sein.
Edelmetall‐Thermodrähte erhalten zum Schutz gegen Verunreinigungen immer ein keramisches Schutzrohr,
auch wenn eine metallene Schutzfassung verwendet wird.
- Bei hohen Temperaturen sollen die Schutzfassungen möglichst senkrecht, also hängend, in das zu messende Objekt eingebaut werden, um ein Durchbiegen mit seinen für Schutzrohr und Thermoelement schädlichen Folgen zu vermeiden. Läßt sich aus besonderen Gründen ein waagerechter Einbau nicht umgehen, so müssen längere Schutzfassungen
ausreichend abgestützt werden.
- Um einwandfreie Meßergebnisse zu erhalten, muß die Meßstelle des Thermoelementes die zu messende
Temperatur einwandfrei erfassen können. Es ist deshalb notwendig, daß die Schutzfassung hinreichend weit in
das zu messende Medium eintaucht.
- Um die aus keramischen Stoffen bestehenden Teile der Schutzfassungen, insbesondere Innen‐ und
Außenschutzrohre, nicht zu beschädigen oder zu zerbrechen, müssen die Schutzfassungen vorsichtig
behandelt, vor allem vor Stoß‐ oder Schlagwirkung und vor Hinfallen bewahrt werden.
- Ebenso ist beim Einführen in die hierfür vorgesehene Öffnung von Ofen‐ oder Kesselwand jegliche Gewaltanwendung zu
vermeiden.
- Da Keramikmaterial gegen schroffen Temperaturwechsel empfindlich ist, müssen Schutzfassungen mit keramischen Außenrohren zusammen mit dem Ofen oder Kessel hochgeheizt oder, wenn sie in einen heißen Ofen eingesetzt werden sollen, vorsichtig angewärmt werden.
- Winkelförmige Schutzrohre für Salzhärtebäder müssen gegen die Metalltiegel elektrisch isoliert sein
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Kraftwerksanwendung
 Thermoelemente
Im Einsatz für Abgasmessungen bei hohen Temperaturen
Messung der Kesseltemperaturen
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Stranggiessanlage
 Abluftmessungen in der Giessanlage. Der flüssige Stahl wird aus der Pfanne in einen Verteiler gegossen und fließt dann durch wassergekühlte Kokillen, die den Strangguss formen.
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Chemische Industrie
 Messung von Temperaturen in isolierten Rohrleitungen mit Nennweite DN 200 unter Druck bei> 30 bar und hohen Strömungsgeschwindigkeiten
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Verfahrenstechnik
 Schnelle Temperaturmessung in Tanks und Verteilssystemen unter hohen Drücken.
Die Geschwindigkeit der Messung ist entscheidend für die Mischungsqualität der Enteisungsmittel in der Mischdüse.
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