Thermoelemente - HS Anlagenbau
Thermoelemente - HS Anlagenbau
Thermoelemente - HS Anlagenbau
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Die Günther GmbH stellt sich vor :<br />
Temperaturmessungen mit <strong>Thermoelemente</strong>n und<br />
Widerstandsthermometern<br />
05.05.2010 Schulungsvortrag Günther GmbH 1
05.05.2010<br />
- Vorstellung<br />
- Grundprinzip Thermoelement und Widerstandsthermometer<br />
- Thermopaare, Grenzabweichungen, Maximale Einsatztemperatur<br />
- Schutzrohre<br />
- Bauformen<br />
Temperaturmessung mit <strong>Thermoelemente</strong>n und<br />
Widerstandsthermometern<br />
- Anschluss von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
- mögliche Fehlerquellen in der Praxis<br />
Referent:<br />
Stefan Dischner<br />
Günther GmbH<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 2<br />
Inh
Über uns<br />
- Fertigung seit über 40 Jahren in Schwaig bei Nürnberg<br />
- Kunden in fast allen Industriebereichen<br />
- Ausgereifte Lösungen zu einem guten Preis- Leistungsverhältnis<br />
- Thermofühler in vielen Varianten inklusive Zubehör<br />
- Individuelle Sonderanfertigungen, die den unterschiedlichsten technischen Anforderungen gerecht werden<br />
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Zentrale<br />
Günther GMBH<br />
Schwaig b. Nürnberg<br />
05.05.2010<br />
Mitten in Europa<br />
Langkamp<br />
Niederlande<br />
WIJK BIJ DUURSTEDE Günther<br />
Polska<br />
WROCLAW<br />
Günther<br />
Werk II<br />
Frankfurt a.M.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 4
05.05.2010<br />
Qualität statt Masse<br />
- Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2000 seit 1996<br />
- Eigenes Qualitäts- und Kalibrierlabor<br />
- Kalibrierbereich von –20°C bis +1200°C<br />
-Verwendete Thermodrähte sind grundsätzlich<br />
bKlasse 1 (außer Typ „B“, „L“ und „U“)<br />
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05.05.2010<br />
Unsere Kunden<br />
Unsere Kunden stammen aus den<br />
unterschiedlichsten Branchen, zum Beispiel :<br />
Glasindustrie<br />
Müllverbrennung<br />
Ofenbau<br />
Krematorien<br />
Zementindustrie<br />
Oberflächenbehandlung<br />
Wärmebehandlung Anlagentechnik<br />
Stahlerzeugung<br />
Keramikindustrie<br />
Walzwerke<br />
Chemische Industrie<br />
Luft- und Raumfahrttechnik<br />
Ziegel- und Baustoffindustrie<br />
Lebensmittelindustrie<br />
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05.05.2010<br />
Ofenbau / Krematorien<br />
In diesen Bereich liefern wir sicherlich die <strong>Thermoelemente</strong> mit der<br />
größten Variantenvielfalt an über 150 zufriedene Kunden.<br />
So fertigen wir z.B. „Schlepp-<strong>Thermoelemente</strong>“ z. B. zur Überwachung<br />
aller Temperaturzonen eines Durchlaufofens aus:<br />
-Mantelthermoelementen<br />
-faserisolierten Thermoleitungen<br />
-massiven Thermodrähten mit Perlenisolation<br />
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05.05.2010<br />
Des weiteren produzieren wir je nach<br />
Temperaturbereich und Ofenanlage<br />
alle Arten von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
unterschiedlichster Bauart und<br />
Zusammensetzung inklusive diverser<br />
Prozessanschlüsse und<br />
Anschlussarten.<br />
Vom kleinen Laborofen mit 1 Liter<br />
Nutzinhalt über Krematorienöfen bis<br />
hin zum Drehrohrofen für die<br />
Zementindustrie bieten wir für nahezu<br />
alle Anwendungsfälle eine Lösung an.<br />
Industrieofe<br />
nbau II<br />
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05.05.2010<br />
Individualität<br />
- Nach Ihren Zielen finden wir die Problemlösungen<br />
- Alle gängigen Ausführungen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
- Beliebige Durchmesser<br />
- Diverse Stecker<br />
- Anschlussköpfe aller Größen<br />
- Thermo- und Ausgleichsleitungen<br />
- Zubehör und Befestigungen aller Art<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Grundprinzip Thermoelement und Widerstandsthermometer<br />
Für Messobjekte, die eine Berührung gestatten, eignen sich neben<br />
anderen Messmethoden besonders <strong>Thermoelemente</strong> und<br />
Widerstandsthermometer.<br />
Sie werden in sehr großer Stückzahl eingesetzt und beispielsweise<br />
für die Messung in Gasen, Flüssigkeiten, Schmelzen, Festkörpern an<br />
ihrer Oberfläche und im Innern benutzt.<br />
Genauigkeit, Ansprechverhalten, Temperaturbereich und chemische<br />
Eigenschaften bestimmen die verwendeten Sensoren und<br />
Schutzarmaturen.<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Grundprinzip Thermoelement und Widerstandsthermometer<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Funktionsprinzip eines Thermoelements<br />
Seebeck entdeckte im Jahre 1821 den thermoelektrischen Effekt: verbindet man zwei Drähte<br />
unterschiedlicher Werkstoffe kann man an deren freien Enden eine Spannung messen, wenn sich<br />
die Verbindungsstelle auf einer anderen Temperatur befindet als diese freien Enden.<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Funktionsprinzip eines Thermoelements<br />
Die Thermospannung entsteht durch die unterschiedliche Leitfähigkeit / Struktur des Metalles<br />
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<strong>Thermoelemente</strong><br />
Thermospannungen<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Funktionsprinzip eines Thermoelements<br />
Bei <strong>Thermoelemente</strong>n entsteht eine<br />
Spannung, wenn zwei Metalle<br />
unterschiedlicher Materialeigenschaften<br />
miteinander verbunden sind und ein<br />
Temperaturgefälle zwischen<br />
Verbindung und freien Enden herrscht.<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Prinzip eines Widerstandsthermometers<br />
Widerstandsthermometer nutzen die<br />
Tatsache, dass der elektrische<br />
Widerstand eines elektrischen<br />
Leiters mit der Temperatur variiert<br />
Ausführung als Keramik, Glas- oder Dünnschichtsensor<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Keramikwiderstand<br />
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Widerstandsthermometer<br />
Glaswiderstand<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Dünnschichtwiderstand<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Prinzip eines Widerstandsthermometers<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Prinzip eines Widerstandsthermometers<br />
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Widerstandsthermometer<br />
Einsatztemperaturen -70°C – 400°C<br />
Je nach Bauform auch 600°C bzw. 850C°<br />
Toleranzklassen<br />
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05.05.2010<br />
Widerstandsthermometer<br />
Dünnschichtsensor eingebaut in Schutzrohr ø 6mm<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Die verschiedenen, in Europa genormten Thermopaare :<br />
NiCr-Ni, Typ „K“, Kennfarbe grün gem. IEC 584-2 :<br />
Sehr weit verbreitet, Anwendungstemperaturen im Dauerbetrieb von 0°C bis 1100°C,<br />
im Kurzzeitbetrieb von -180°C bis 1350°C (Abhängig v. Drahtdurchmesser)<br />
Vorteil: bei niedrigen Temperaturen korrosionsbeständiger als Typen „E, J oder T“.<br />
Gutes Preis-Leistungsverhältnis, gängige Drahtdurchmesser von 0,5 mm bis 3,0 mm.<br />
Auch als mineralisolierte Mantelthermoelemente sehr populär, in Außendurchmessern von 0,5 mm bis 8,0<br />
mm erhältlich.<br />
Nachteilig kann die Anwendung im Temperaturbereich zwischen 250°C und 600°C bei schnellen<br />
Temperaturwechseln sein. (Fehler durch Änderungen in der Kristallgitterstruktur) Außerdem tritt bei<br />
chromhaltigen Elementen in ungeschützter. Atmosphäre häufig die so genannte „Grünfäule“, einer Oxidation<br />
von Chrom im NiCr-Schenkel, auf.<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Thermopaare II<br />
NiCroSil-NiSil, Typ „N“, Kennfarbe pink gem. IEC 584-2 :<br />
Weiterentwicklung der NiCr-Ni-Thermopaarungen. Durch Erhöhung der Anteile an Chrom und Silizium<br />
wurde eine bessere Stabilität gegen interne Oxidation erreicht.<br />
Zudem konnten die Fehler, die durch Veränderungen in der Gitterstruktur im NiCr-Schenkel beim<br />
Erwärmen ab 250°C entstehen, minimiert werden.<br />
Die Anwendungsbereiche ähneln sehr denen von „Typ K“<br />
Fe-CuNi, Typ „J“, Kennfarbe schwarz gem. IEC 584-2 :<br />
Empfohlen wird die Anwendung im Temperaturbereich von 0°C bis 760°C.<br />
Längerer Betrieb bei Temperaturen von mehr als 500°C an Luft kann zu Oxidation<br />
im Eisen-Schenkel führen. Daher sind eher große Drahtdurchmesser vorzuziehen.<br />
NiCr-CuNi, Typ „E“, Kennfarbe lila gem. IEC 584-2 :<br />
Der positive Schenkel ist identisch mit dem +Schenkel des Thermopaares K,<br />
der negative Schenkel ist identisch mit dem - Schenkel des Thermopaares T.<br />
Thermopaare Typ E weisen die höchsten Thermospannungen im Temperaturbereich unterhalb von 0 °C<br />
auf.<br />
Diese Thermopaarung ist jedoch sehr wenig verbreitet.<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Cu-CuNi, Typ „T“, Kennfarbe braun gem. Thermopaare IEC 584-2 : III<br />
Der Typ T ist eines der ältesten verwendeten Thermopaare für Temperaturen von ca. +370 °C bis fast<br />
–250°C.<br />
Aufgrund der geringen Spanne nur wenig verbreitet.<br />
Pt10%Rh-Pt, Typ „S“, Kennfarbe orange gem. IEC 584-2 :<br />
Sehr weit verbreitetes Edelmetallthermopaar, hohe Langzeitstabilität, gute Reproduzierbarkeit: Gute<br />
Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion.<br />
Nachteilig ist der hohe Preis gegenüber unedlen Thermopaarungen, und die vergleichsweise geringe<br />
Thermospannung.<br />
Durch die hohe Reinheit der Legierung besteht eine höhere Affinität zu Platingiften, daher sollte der<br />
Draht durch ein geeignetes Schutzrohr gegen<br />
das Eindringen von unerwünschten Fremdatomen geschützt werden.<br />
Pt13%Rh-Pt, Typ „R“, Kennfarbe orange gem. IEC 584-2 :<br />
Ähnliche Eigenschaften wie Pt10%Rh-Pt, jedoch weniger verbreitet als Typ „S“.<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Pt30%Rh-Pt6%Rh/B, Typ „B“, Kennfarbe grau gem. IEC 584-2 :<br />
Für noch höhere Temperaturbereiche geeignet als Typ „S“ oder „R“. Die Thermospannung fällt jedoch<br />
unterhalb von 600°C stark ab, so das die<br />
Anwendung erst bei höheren Temperaturen sinnvoll ist.<br />
Fe-CuNi, Typ „L“, Kennfarbe blau gem. DIN 43710 :<br />
Der Typ L ist in der aktuellen EN 60584 nicht mehr genannt, daher soll bei einer Neuplanung möglichst<br />
auf den Typ „J“ umgestellt werden.<br />
Technisch gelten jedoch nahezu die gleichen Eigenschaften wie für den Typ „J“<br />
Cu-CuNi, Typ „U“, Kennfarbe braun gem. DIN 43710 :<br />
Der Typ U ist in der aktuellen EN 60584 nicht mehr genannt, daher soll bei einer Neuplanung möglichst<br />
auf den Typ „T“ umgestellt werden.<br />
Technisch gelten jedoch nahezu die gleichen Eigenschaften wie für den Typ „T“<br />
Thermopaare IV<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Maximale Einsatztemperatur<br />
Maximale Einsatztemperatur<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Maximale Einsatztemperatur<br />
Maximale Einsatztemperatur<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Grenzabweichungen<br />
Grenzabweichungen<br />
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05.05.2010<br />
<strong>Thermoelemente</strong><br />
Grenzabweichungen<br />
Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3<br />
Grenzabweichungen<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 31
05.05.2010<br />
Anwendung ohne Schutzarmatur<br />
Im Idealfall können alle diese aufgezählten Thermopaare in chemisch reiner, trockener<br />
Atmosphäre bis zu bestimmten Temperaturen ohne Schutzarmatur<br />
angewendet werden. Dies hat eine schnelle Ansprechzeit, ein rasches Durchwärmen und<br />
geringe Wärmeableitung, also drei große Vorteile zur Folge.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 32
05.05.2010<br />
Schutzarmaturen<br />
In den meisten Anwendungsfällen muß das Thermopaar jedoch vor den in<br />
der Anlage herrschenden, teilweise sehr aggresiven<br />
Umgebungseinflüssen geschützt werden. Dies geschieht durch den<br />
Einsatz von geeigneten, geschlossenen Schutzrohren oder metallischen<br />
Ummantelungen. Ohne eine geeignete Schutzarmatur wird in den meisten<br />
Fällen die Standzeit des Thermopaares drastisch verringert, oder durch<br />
Diffusionen eine unakzeptabel schnelle Alterung begünstigt!!<br />
Gerade bei dieser Auswahl eines für den jeweils sehr spezifischen<br />
Anwendungsfall gut geeigneten Schutzrohrwerkstoffes liegt häufig<br />
die größte Problematik!!<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 33
05.05.2010<br />
Grundsätzlich werden zwei Gruppen von<br />
Schutzrohrmaterialien unterschieden:<br />
Metallische Schutzrohre<br />
Keramische Schutzrohre<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 34
05.05.2010<br />
Metallschutzrohre<br />
Je nach Einsatzzweck kommen hier z. B.<br />
verschiedene, nichtrostende Edelstähle mit<br />
teilweise hohen Nickel- und Chromgehalten, für<br />
reduzierende bzw. oxidierende Atmosphären,<br />
hitzebeständige Stähle, Nickel-Chrom-Mobydän-<br />
Legierungen, emaillierte Stahlrohre, technisch<br />
reines Eisen, Hülsen aus Platin-Legierungen,...<br />
und verschiedene mehr zum Einsatz.<br />
Die Temperaturobergrenze für metallische Rohre<br />
liegt, je nach Anwendungsfall, bei maximal<br />
1150°C – 1200°C<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 35
05.05.2010<br />
Metallschutzrohre<br />
Häufig eingesetzte Stahlrohrtypen im Krematorium<br />
1.4841<br />
Kennzeichnung gelb weiss<br />
X 15 CrNiSi 25 20<br />
Eigenschaften:<br />
Durch hohen Nickelanteil von ca. 20%<br />
wird eine sehr hohe<br />
Temperaturbeständigkeit und<br />
Korrosionsbeständigkeit besonders in<br />
stickstoffhaltiger, sauerstoffarmer<br />
Atmosphäre erreicht. Gute<br />
Beständigkeit gegen Aufkohlung und<br />
bei hoher<br />
Temperaturwechselbelastung.<br />
Bis 1150°C an Luft<br />
1.4762<br />
Kennzeichnung rot weiss<br />
X 10 CrAl 24<br />
Eigenschaften:<br />
Große Beständigkeit gegen<br />
schwefelhaltige Gase.<br />
(z. B. Rauchgas)<br />
Geringe Beständigkeit gegen<br />
stickstoffhaltige Gase. Bis 1150°C an<br />
Luft<br />
Bis 1200°C an Luft<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 36
05.05.2010<br />
1.4767<br />
X 8 CrAl 20 5<br />
(Kanthal AF)<br />
Eigenschaften:<br />
Hochtemperatur-Legierung mit hoher<br />
Beständigkeit gegenüber<br />
Schwefelverbindungen. Hohe Standzeit<br />
selbst bei geringer Wandstärke. Durch<br />
Bildung einer Aluminiumoxidschicht<br />
werden Verunreinigungen wie zb.<br />
Zunder vermieden.<br />
Bis 1300°C<br />
Metallschutzrohre<br />
1.4571<br />
(Edelstahl)<br />
X 6 CrNiMoTi 17 12 2<br />
Durch Zusatz von Molybdän im<br />
Vergleich zu Mo-freien Stählen eine<br />
erhöhte Korrosionsbeständigkeit<br />
gegenüber Phosphorsäure,<br />
Schwefelsäure, Verbrennungsgasen,...<br />
Außerdem weitgehend unempfindlich<br />
gegen Lochfraß, Satzwasser und<br />
aggressiven Industrieeinflüssen<br />
(Ähnlich 1.4401; geringer Unterschied<br />
nur in C-Gehalt und Ti-Gehalt)<br />
bis 700°C<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 37
05.05.2010<br />
Keramisch<br />
e<br />
Schutzrohr<br />
e<br />
Keramische Schutzrohre:<br />
Hier unterscheiden wir grob zwischen<br />
verschiedenen Oxidkeramik-Schutzrohren mit<br />
verschieden hohen Oxidgehalten (z.B. C799,<br />
C610 und C530), weiterhin zwischen<br />
gasdichtem oder porösem Gefüge,...<br />
Bei den Nichtoxidkeramiken sind hauptsächlich<br />
Siliciumcarbid-, Siliciumnitrid-, und<br />
Sialonschutzrohre zu nennen.<br />
Keramische Rohre sind für höhere Temperaturen<br />
geeignet als metallische, in einigen Fälle sind<br />
diese jedoch schockempfindlicher und teurer.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 38
05.05.2010<br />
C799, Alsint 99,7<br />
gasdicht, höchst feuerbeständig, 99,7%<br />
maximale Einsatztemperatur 1800°C<br />
eierschalenfarben<br />
Keramische Schutzrohre<br />
C610, Thermoelementporzellan, Pythagoras<br />
gasdicht, hoher Aluminiumoxidgehalt >60%<br />
maximale Einsatztemperatur 1450°C<br />
weiss bzw. auch grau<br />
C530, Poröse Keramik<br />
nicht gasdicht, mittelfeine Struktur, temperaturwechselbeständig, hoher<br />
Aluminiumoxidgehalt<br />
maximale Einsatztemperatur 1500°C<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 39
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
<strong>Thermoelemente</strong> mit Keramikschutzrohr<br />
... dienen zur indirekten Messung. Temperaturmessung in<br />
gasförmigen Medien bis 1700°C.<br />
Für starke Beanspruchungen durch Korrosion und Abrasion.<br />
Die maximal-verträgliche Temperatur ist entscheidend von der<br />
jeweiligen Einbaulage (senkrecht/ waagrecht) und der Aggressivität<br />
der jeweiligen Umgebungsmedien abhängig.<br />
Auf Wunsch mit einem zusätzlichen keramischen Innenrohr zur<br />
Erhöhung der elektrischen Isolation der Thermopaare und der<br />
Gesamtstandzeit.<br />
Gasdichte Keramik-Schutzrohre verhindern die „Vergiftung“ der<br />
Thermopaare.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 40
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Thermoelement mit keramischen Schutzrohr<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 41
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Thermoelement mit keramischen Schutzrohr<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 42
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Bild<br />
Thermoele<br />
ment mit<br />
keramische<br />
m<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 43
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Thermoelement mit metallischem Schutzrohr<br />
Thermoele<br />
ment mit<br />
metallische<br />
m<br />
Schutzrohr<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 44
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Bild<br />
Thermoele<br />
ment mit<br />
metallische<br />
m<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 45
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Einschraub-Widerstandsthermometer mit<br />
metallischem Schutzrohr<br />
Einschraub<br />
Widerstan<br />
dsthermom<br />
eter<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 46
05.05.2010<br />
Bauformen von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Bild<br />
Einschraub<br />
Widerstan<br />
dsthermom<br />
eter<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 47
05.05.2010<br />
Messeinsatz<br />
Messeinsatz mit keramisch isolierten<br />
Thermopaar<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 48
05.05.2010<br />
Messeinsatz<br />
Messeinsatz mit Mantelthermoelement<br />
Eine besondere Bauform der <strong>Thermoelemente</strong> stellen die Mantelthermoelemente dar. Zu<br />
ihrer Herstellung werden in Edelstahlrohre von ca. 1m Länge und einigen cm<br />
Innendurchmesser zwei Stangen aus Thermomaterial positioniert und der Innenraum mit<br />
Magnesium- oder Aluminiumoxid gefüllt und verdichtet.<br />
Nachdem die so vorbereiteten Rohre an beiden Enden verschlossen wurden,<br />
werden sie zu Drähten von 15 bis 0,5mm Dicke ausgezogen. Dabei bleibt die Geometrie<br />
im Rohrinneren unverändert.<br />
Ein Mantelthermoelement mit 1mm Durchmesser weist infolgedessen das gleiche<br />
Verhältnis von Wanddicke zu -stärke, Dicke der Aluminiumoxid-lsolierung, Durchmesser<br />
derThermodrähte usw. auf, wie das erheblich größere Ausgangsstück.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 49
05.05.2010<br />
Messeinsatz<br />
Messeinsatz mit Mantelthermoelement<br />
...für Temperaturmessungen bis 1100°C, Platin- Rhodium- Mantel bis maximal<br />
1300°C. Das Thermopaar ist in isolierendes Magnesiumoxid eingebettet,<br />
geschützt durch einen metallenen Schutzmantel. Als Einfach-, Doppel- oder<br />
auch als Dreifachelemente lieferbar.<br />
Außendurchmesser zwischen Ø 0,5 und 8,0 mm möglich.<br />
Viele Vorteile gegenüber herkömmlichen <strong>Thermoelemente</strong>n:<br />
-Kleine Abmessungen bei max. Flexibilität für Temperaturmessungen an schwer<br />
zugänglichen Stellen<br />
- Kurze Ansprechzeiten für exakte Messungen von Temperaturschwankungen<br />
- Optimaler Schutz der Innenleiter gegen Korrosion, Oxidation, mechanische<br />
Beschädigungen und chemische Verunreinigungen<br />
- Hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen.<br />
- Stabilere elektrische Isolation als bei keramisch isolierten Thermopaaren.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 50
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
Aufgrund der häufig langen Mess- und<br />
Regelstrecken werden oft<br />
Temperaturtransmitter direkt im Deckel des<br />
Anschlusskopfes platziert, die das stabile<br />
Standard-Ausgangssignal 4..20 mA<br />
ausgeben.<br />
Vorteil: kein Leitungswiderstand, kein<br />
Einfluss von Störsignalen.<br />
Kopfmessumformer<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 51
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 52
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
Der Messumformer wandelt das Sensorsignal in ein normiertes,<br />
temperaturlineares Stromsignal von 4 ... 20mA um.<br />
Die Versorgung des Messumformers geschieht ebenfalls über die beiden<br />
Anschlussleitungen, man bedient sich hierbei eines Ruhestroms von 4 mA.<br />
Wegen des angehobenen Nullpunkts wird auch von „life zero“ gesprochen.<br />
Der Zweileiter-Messumformer bietet weiterhin den Vorteil, durch die<br />
Verstärkung des Signals dessen Störempfindlichkeit bedeutend zu verringern.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 53
05.05.2010<br />
Anschluss von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Anschluss von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 54
05.05.2010<br />
Anschluss von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 55
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
Anschlusskopf mit fest montierten Kupplungen zum<br />
einfacheren Auswechseln des <strong>Thermoelemente</strong>s.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 56
05.05.2010<br />
Anschluss von <strong>Thermoelemente</strong>n<br />
Farbkennzeichnung von Ausgleichsleitung<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 57
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
<strong>Thermoelemente</strong> und Fehlermöglichkeiten<br />
- Falsche Ausgleichsleitung oder gar Kupferleitung angeklemmt<br />
- Ausgleichsleitung ist zu hoher Temperatur ausgesetzt<br />
- Fehler durch Verpolen der Anschlussleitungen<br />
- Falsche Linearisierung des Auswertgerätes<br />
- Störungen durch elektromagnetische Felder<br />
- Fehler durch Alterung<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 58
05.05.2010<br />
Messumformer<br />
<strong>Thermoelemente</strong> und Fehlermöglichkeiten<br />
- Anzeigeinstrument zeigt Raumtemperatur an:<br />
Thermoelement oder Leitung unterbrochen.<br />
- Anzeige stimmt dem Betrag nach, hat aber negatives Vorzeichen:<br />
Polarität am Anzeigegerät vertauscht.<br />
- Angezeigte Temperatur deutlich zu hoch; Anzeige driftet:<br />
a) Polarität der Ausgleichsleitung im Anschlusskopf vertauscht<br />
(durch das Vertauschen der Leitungen werden zwei weitere Elemente gebildet.).<br />
b) Falsche Ausgleichsleitung<br />
- Deutlich zu hohe oder zu niedrige Anzeige:<br />
a) Falsche Linearisierung im Anzeigegerät.<br />
b) Falsche Ausgleichsleitung bzw. verpolt angeschlossen<br />
- Anzeige um 20 bis 25°C falsch:<br />
Element vom Typ L als J linearisiert oder umgekehrt.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 59
05.05.2010<br />
Grünfäule<br />
(Fehler durch Alterung)<br />
Bei <strong>Thermoelemente</strong>n der Typen K (NiCr – Ni) und N (NiCrSi – NiSi)<br />
Können bei hohen Temperaturen erhebliche Veränderungen der<br />
Thermospannung durch Chromverarmung im NiCr-Schenkel auftreten,<br />
was eine sinkende Thermospannung zur Folge hat!<br />
Bei Sauerstoffmangel wird dieser Effekt noch beschleunigt, weil sich<br />
Keine vollständigen, schützenden Oxidhäute auf der Oberfläche des<br />
<strong>Thermoelemente</strong>s ausbilden können, die einer weiteren Oxidation –<br />
und somit Zerstörung - entgegenwirken.<br />
Es oxidiert das Chrom, nicht jedoch das Nickel!<br />
Dadurch entsteht die sogenannte Grünfäule, die das Thermoelement zerstört.<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 60
05.05.2010<br />
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
Schulungsvortrag Günther GmbH 61
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