Thermokoppels, temperatuursondes

Een thermokoppel is een robuuste, betrouwbare temperatuursensor die een temperatuurverschil direct omzet in een meetbaar millivoltsignaal met behulp van het Seebeck-effect. Thermokoppels zijn gemaakt van twee ongelijksoortige metaaldraden die verbonden zijn bij een sensorknooppunt en bestrijken een breed bereik, van cryogene temperaturen onder -200 °C tot edelmetaalsoorten van meer dan 1700 °C. Type K (nikkel-chroom/nikkel-alumel) wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in industriële ovens, extrusiemachines en HVAC-systemen dankzij het grote bereik en de duurzaamheid. Type J (ijzerconstantaan) is geschikt voor ovens of ovens met lagere temperaturen, terwijl types R en S (platina-rhodiumlegeringen) worden gekozen voor toepassingen met extreme hitte, zoals glasproductie of ruimtevaartmotors.

Een temperatuursonde daarentegen verwijst naar de verpakte vorm van een temperatuursensor. Een sonde kan een thermokoppel, RTD of zelfs een thermistor bevatten, gemonteerd in een beschermend omhulsel met isolatie en aansluitdraden voor praktisch gebruik. Met andere woorden, een thermokoppel is een meetelement, terwijl een thermokoppelsonde een kant-en-klare assemblage is die ontworpen is voor een specifieke omgeving (bijvoorbeeld voedselveilige roestvrije sondes voor zuivelverwerking of sondes met een Inconel-mantel voor turbines).

Zoals alle sensors kunnen thermokoppels defect raken. De belangrijkste storingssymptomen zijn

Open circuit: Geen uitgangssignaal door een gebroken draad of een gecorrodeerde aansluiting. Wordt meestal weergegeven als een abnormaal hoge of buiten het bereik vallende waarde.
Kortsluiting: Draden maken verkeerd contact met elkaar, wat leidt tot onstabiele of onnauwkeurige metingen.
Drift: Geleidelijke onnauwkeurigheid na verloop van tijd veroorzaakt door oxidatie, vervuiling of mechanische spanning, vaak kritisch in industriële processen bij hoge temperaturen.
Ruis of onstabiele signalen: Kan het gevolg zijn van slechte isolatie, elektromagnetische interferentie of onjuiste aarding.
Trage respons: Een mantel die is aangetast of een gedeeltelijk beschadigde junctie kan vertragingen veroorzaken bij het registreren van echte temperatuurveranderingen.

Vergeleken met RTD's, die uitblinken in precisie en stabiliteit maar kwetsbaarder zijn, hebben thermokoppels de voorkeur als het gaat om duurzaamheid, een groot temperatuurbereik, een snelle respons en lagere kosten.