Thermoelemente.

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1 Thermoelemente

2 Inhaltsverzeichnis 1. Thermoelemente Allgemeines Grundlagen Aufbau eines Thermoelements Thermopaar Vergleichsstelle Ausgleichsleitung Grundwerte der Thermospannungen und Toleranzen Grundwertreihen für Thermopaare, Auszug Toleranzen Einsatzbedingungen Lieferprogrammübersicht Ausgleichsleitungen (AL) Thermopaare mit geschweißter oder hartgelöteter Messstelle Thermopaare mit blanker Messstelle Thermopaare mit isolierter Messstelle sog. Wickelkopfthermoelemente (TE-WK) Wickelkopf-Thermoelemente mit Schrumpfschlauchisolation (TE-WK-SH) Wickelkopfthermoelemente, eingekittet in Keramik-oder Metallhülsen (TE-WK-KH / -MH) Wickelkopfthermoelemente, eingekittet in Schraubgehäuse (TE-WK-ESF) Nutenthermoelemente (TE-NT) Folienthermoelemente (TE-FPI) Einsatzbereich Aufbau Technische Daten TE-FPI Einsteck-Thermoelemente (TE-EST) Allgemeines Aufbau Thermoelementtyp Montage Einsteck-Thermoelement Bauform KW Einsteckthermoelement Bauform KW2 / KW Mantel-Thermoelemente (TE-MI) Allgemeines... 16

3 6.1.2 Aufbau Typen TE-MI Mantel-Thermoelement mit blanken Thermodrahtenden Mantel-Thermoelement mit verstärkten und isolierten Thermodrahtenden Mantel-Thermoelement mit fest angeschlossener Ausgleichsleitung Mantel-Thermoelement mit Lemosa-Steckverbindung Mantel-Thermoelement mit Anschlusskopf Gerade Thermoelemente mit Schutzrohr und Anschlußkopf (TE-SRA) Schutzrohre Anschlußköpfe Befestigung Montagehinweise Typenauswahl Thermoelemente mit metallenem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ A Thermoelemente mit keramischem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ A Thermoelemente mit metallenem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ B Thermoelemente mit keramischem Schutzrohr Typ B Thermoelement Messeinsätze (TE-MES) Allgemeines Aufbau Messeinsätze mit Einsatzrohr nach DIN (TE-MES-MS) Messeinsätze in Ausführung mit Mantelleitung (TE-MES-MI) Thermoelement-Stecker und Kupplungen Thermoelement Steckverbindungen in Standardausführung Thermoelement Steckverbindungen in Miniaturausführung Thermoelement Steckverbindungen in 3-poliger Miniaturausführung Miniaturkupplungen für Leiterplattenmontage Zubehörteile zu Thermo-Steckverbindern Checkliste I. Anhang Thermoelemente I.I Eignung von Außenmantelwerkstoffen I.II Beständigkeit keramischer und metallener Schutzrohrwerkstoffe I.III Grundwerte der Thermospannungen und Toleranzen I.IV Toleranzen von Thermopaaren gem. IEC I.V Toleranzen von Thermopaaren gem. DIN I.VI IP Schutzarten... 43

4 1. Thermoelemente nach IEC 584 / DIN Allgemeines Thermoelemente sind aktive Berührungssensoren, die durch fast beliebig kleine Bauformen und einen sehr großen Temperaturbereich von -200 C bis zu C (ggfs. Bis 2300 C) breite Anwendung in der industriellen Mess- und Regeltechnik finden; insbesondere im Anlagen-, Maschinen- und Gerätebau, aber auch in Salz-und Metallschmelzen. Sie sind in vielen Hochtemperaturanwendungen eine preisgünstige Alternative zu Strahlungsmessgeräten. 1.2 Grundlagen Die Messgröße Temperatur (TM) wird von einem Thermoelement ohne weitere Hilfsspannungsquelle in eine elektrische Spannung (UT) umgewandelt. In jedem metallischen Leiter entsteht eine elektromotorische Kraft (EMK), wenn er einem Temperaturgradienten ausgesetzt wird. Diese EMK ist von der Höhe des Temperaturgradienten, aber auch von seiner Richtung abhängig. Entsteht z.b. bei einem steigenden Temperaturgradienten eine positive EMK, entsteht bei fallendem Temperaturgradienten eine negative EMK. Die Höhe der resultierenden EMK ist somit von der Temperaturdifferenz zwischen Anfang und Ende des Leiters abhängig. Die sogenannte Thermokraft E, d.h. die Steigung der EMK über die Temperatur: E= demk dt ist im Allgemeinen abhängig von der Höhe der Temperatur. Verbindet man zwei Metalle mit möglichst stark unterschiedlicher Thermokraft zu einem Thermopaar, so bildet sich zwischen den freien Enden eine Spannung aus, die von der Temperaturdifferenz der Verbindungsstellen zum freien Ende und der Differenz der Thermokräfte der beiden Metalle abhängig ist. In den Normen DIN und IEC 584 sind die wichtigsten und am häufigsten verwendeten Materialkombinationen mit ihrem Temperatur-Spannungsverhalten festgelegt. 1.3 Aufbau eines Thermoelements Messstelle Die Messstelle stellt den eigentlichen Temperaturaufnehmer dar. Sie ist der zu messenden Temperatur TM ausgesetzt. Abb.1: Aufbau eines Thermoelements REV EPHY-MESS Thermoelemente 3

5 1.3.2 Thermopaar Das Thermopaar besteht aus zwei unterschiedlichen metallischen Leitern, sog. Thermoschenkeln, die an der Messstelle miteinander verbunden sind. Aus der Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten von elektrisch leitenden Werkstoffen, sind nur einige zur Herstellung von Thermoelementen für Mess- und Regeltechnik geeignet, denn sie müssen, auch über einen breiten Temperaturbereich, ein stetiges Temperatur- Spannungsverhältnis aufweisen. Die gebräuchlichsten Thermoelementtypen sind in der DIN und IEC 584 festgelegt. Norm Thermoelement Legierungskurzbezeichnung Legierungsbezeichnung Typ T Cu -CuNi Kupfer - Konstantan Typ E NiCr - CuNi Chromel - Konstantan Typ J Fe - CuNi Fenil- Konstantan Typ K IEC 584 NiCr - Ni Chromel - Alumel Typ S Pt 10%Rh - Pt Platin / Rhodium - Platin Typ R Pt 13%Rh - Pt Platin / Rhodium - Platin Pt 30%Rh - Pt Typ B 6%Rh Platin / Rhodium - Platin Typ L Fe - CuNi Fenil- Konstantan DIN Typ U Cu -CuNi Kupfer - Konstantan Vergleichsstelle Als Vergleichsstelle bezeichnet man die zweite thermoelektrisch wirksame Stelle im Thermoelement. Sie befindet sich an den freien Enden des Thermopaars bzw. der Ausgleichsleitung und ist der Vergleichstemperatur T v ausgesetzt. Die hier auftretende Thermospannung U T hängt vom Temperaturgradienten zwischen Messstelle und Vergleichsstelle ab (vgl. dazu Abb.1). [2] U T T M - T v Für genaue Messungen muss die Temperatur an der Vergleichsstelle möglichst konstant und bekannt sein Ausgleichsleitung Die Ausgleichsleitung bildet die Verlängerung des Thermopaars. Sie verbindet die beiden Thermoschenkel mit der Vergleichsstelle. Es können ausschließlich hochreine Werkstoffe und Legierungen mit den gleichen thermoelektrischen Eigenschaften wie die des zu verlängernden Thermopaares eingesetzt werden. Bei den Materialien kann zwischen sog. Original- und Ersatzstoffen gewählt werden. Der geringere ohmsche Widerstand von Ersatzwerkstoffen machte diese früher zu einem wichtigen Bestandteil des Messkreises, in dem die Thermospannung und damit die Temperatur mittels Drehspulmessgerät angezeigt wurden. Die heutige Digitaltechnik ermöglicht jedoch sehr hohe Eingangswiderstände, so dass auch an Ausgleichsleitungen mit Widerständen im k-ohm Bereich keine merklichen Verluste auftreten. Der hohe Preis einiger Materialien (Pt-Rh) rechtfertigt auch heute noch den Einsatz von wesentlich preiswerteren Ersatzwerkstoffen bei Thermoelementen. Bei Nichtedelmetallen kann man sie auch von der Kostenseite vernachlässigen. 4 EPHY-MESS Thermoelemente REV

6 1.4 Grundwerte der Thermospannungen und Toleranzen Die Temperatur-Spannungswerte (Grundwertreihen) der standardmäßig lieferbaren Thermopaare sind in den Normen DIN und IEC 584 festgelegt. Die Güte eines Thermoelements wird durch die maximal zulässige Abweichung von den Grundwerten klassifiziert. Die vollständige Grundwertreihe finden Sie Im Anhang zu diesem Katalog. 1.5 Grundwertreihen für Thermopaare, Auszug Temperatur C Typ U Typ T Typ L Typ J Typ E Typ K Typ S Typ R Typ B 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0, ,05 4,25 6,62 9,20 11,98 14,9 17,92 21,00 24,15 27,41 30,80 2,035 4,277 6,702 9,286 12,011 18,860 17,816 20,869 2,65 5,37 8,15 10,95 13,75 16,56 19,36 22,16 25,00 27,85 30,75 2,585 5,268 8,008 10,777 13,553 16,325 19,089 21,846 24,607 27,388 30,210 3,047 6,317 9,787 13,419 17,178 21,033 24,961 28,943 32,960 36,999 41,045 2,022 4,095 6,137 8,137 10,151 12,207 14,292 16,395 18,513 20,640 22,772 0,299 0,645 1,029 1,440 1,873 2,323 2,786 3,260 3,743 4,234 4,732 0,296 0,647 1,041 1,468 1,923 2,400 2,896 3,407 3,933 4,471 5,021 0,002 0,033 0,092 0,178 0,291 0,431 0,596 0,786 1,002 1,241 1,505 1, ,31 33,67 33,096 45,085 24,902 5,237 5,582 alle Spannungswerte in mv. Die vollständige Grundwertreihe von -200 bis C finden Sie im Kataloganhang 1.6 Toleranzen Die nach IEC 584 normierten Thermoelementtypen sind in drei Toleranzklassen unterteilt: Grenzabweichungen¹) Verwendungsbereich Klasse 1 2 3²) (±) 0,5 C oder 0,004 t 1 C oder 0,0075 t 1 C oder 0,015 t Typ T - 40 C bis +350 C - 40 C bis +350 C -200 C bis +40 C Grenzabweichungen¹) (±) 1,5 C oder 0,004 t 2,5 C oder 0,0075 t 2,5 C oder 0,015 t Verwendungsbereich Typ E - 40 C bis +800 C - 40 C bis +900 C -200 C bis +40 C Typ J - 40 C bis +750 C - 40 C bis +750 C --- Typ K - 40 C bis C - 40 C bis C -200 C bis +40 C Grenzabweichungen¹) (±) 1 C oder {1+(t-1300) 0,003} C 1,5 C oder 0,0025 t 4 C oder 0,005 t Verwendungsbereich Typ R u. S 0 C bis C 0 C bis C Typ B C bis C +600 C bis C ¹) Als Grenzabweichung gelten die festgelegten Werte in C bezogenen Prozentsätze. Es gilt der jeweils größere Wert. ²) Thermopaare und Thermodrähte werden üblicherweise so geliefert, dass die Grenzabweichung nach obenstehender Tabelle für den Temperaturbereich oberhalb -40 C eingehalten wird. Die Abweichungen für Thermopaare des gleichen Materials können bei Temperaturen unterhalb -40 C größer sein als die in Klasse 3 festgelegten Grenzabweichungen. Die Lieferung der EPHY-MESS Thermoelemente und -drähte erfolgt standartmäßig in der Güteklasse 2. Die Lieferung in der Güteklasse 1 und 3 ist auf Wunsch möglich. Die Festlegung der Grenzabweichung für Thermoelemente nach DIN finden Sie im Anhang des Kataloges. REV EPHY-MESS Thermoelemente 5

7 1.7 Einsatzbedingungen Eine gleichbleibend hohe Messgenauigkeit der Thermoelemente über lange Zeiträume setzt voraus, dass die Thermoelemente sorgfältig für ihren Einsatzzweck ausgewählt wurden. Zwei Punkte: maximale Temperatur und das Messmedium spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Ein NiCr-Ni Thermoelement (Typ K) weist beispielsweise eine hohe Beständigkeit gegenüber oxydierenden Medien auf - Erwärmung über 850 C verändert jedoch die thermoelektrischen Eigenschaften derart, dass es bei niedrigen Temperaturen (<100 C) zu bleibenden Messabweichungen kommt. Das Fe-CuNi Thermopaar (Typ J und L) ist ab 550 C stark oxydationsgefährdet - weist aber gute Beständigkeit gegenüber reduzierenden Medien auf. Die Grenztemperatur liegt bei ca. 700 C. Gleiches gilt für Cu-CuNi Thermopaare, die jedoch nur für Temperaturen im Bereich 400 C C geeignet sind. Für Hochtemperatureinsätze mit Temperaturen bis 1700 C sind nur noch die platinhaltigen Thermopaare der Typen S, Rund B geeignet. Allen Platinrhodium-Platin Thermoelementen gemeinsam ist ihre Empfindlichkeit gegenüber schwefel- und phosphorhaltigen Gasen. Ein generelles Problem ungeschützter Thermopaare Ist, dass bei Temperaturen oberhalb von 1000 C Fremdstoffe und Metalldämpfe eindiffundieren können, die eine Veränderung der thermoelektrischen Eigenschaften des Thermoelementes zur Folge haben. Aus diesen Gründen müssen je nach Atmosphäre, Temperaturbereich und Thermopaar geeignete Maßnahmen, wie z.b. der Einbau in gasdichte keramische oder metallische Schutzrohre oder Schutzmäntel ergriffen werden. Alle konfektionierten Thermoelemente werden auch mit IECEx, ATEX oder TR Zertifikat für den Einsatz in explosions-gefährdeten Bereichen angeboten. Die Sensoren sind nach den Zündschutzarten Ex i (Eigensicher) und Ex e (Erhöhte Sicherheit) zertifiziert und besitzen die folgenden Zündschutzarten: Als Wickelkopffühler (WKF): IECEx: ATEX: TR: Ex eb IIC, Ex ta IIIC, Ex ia IIC Gb, Ex ia IIIC Gb II 2G Ex e IIC Gb, II 2D Ex ta IIIC Da, II 2G Ex ia IIC Gb, II 2D Ex ia IIIC Db Ex ia IIC U, Ex e II U, Ex ia IIIC Db U, Ex tb IIIC Db U Als Nutenwiderstandsthermometer (NWT): IECEx: ATEX: TR: Ex eb IIC, Ex ta IIIC, Ex ia IIC Gb, Ex ia IIIC Gb II 2G Ex e IIC Gb, II 2D Ex ta IIIC Da, II 2G Ex ia IIC Gb, II 2D Ex ia IIIC Db Ex ia IIC U, Ex e II U, Ex ia IIIC Db U, Ex tb IIIC Db U Als Lagerthermometer (LTH): IECEx: Ex e IIC T6 T3 Gb, Ex ta IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C Db Ex ia IIC T6 T3 Gb, Ex ia IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C Db ATEX: II 2G Exe IIC T6 T3 Gb, II 2D Ex ta IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C Da II2G Ex ia IIC T6 T3 Gb, II 2D Ex ia IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C D TR: 2 Ex e II T6 T3 Gb, Ex tb IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C Db 1 Ex ia IIC T6 T3 Gb, Ex ia IIIC T80 C/T95 C/T130 C/T180 C Db 6 EPHY-MESS Thermoelemente REV

8 1.8 Lieferprogrammübersicht Thermodrähte (TD) und Ausgleichsleitungen (AL) Wickelkopfthermoelemente (TE-WK) Nutthermoelemente (TE-NT) Folienthermoelemente (TE-FPI) Einsteckthermoelemente (TE-EST) Mantelthermoelemente (TE-MI) Thermoelemente mit Schutzrohr und Anschlusskopf (TE-SRA) Thermoelement- Messeinsätze (TE-MES) Thermoelementstecker und -Kupplungen Lieferprogrammübersicht der EPHY-MESS Thermoelemente gem. DIN und IEC 584 blank isoliert blank SH KH/MH ESF starre Ausführung in Polyimid-oder in Alu-und Polyimidfolie gerade Ausführung abgewinkelte Ausf. mit Steckverbindung, freien Leitungsenden oder Anschlusskopf mit und ohne Verschraubung oder Flansch; mit fest eingebautem Messeinsatz mit wechselbarem Messeinsatz mit 1,2 oder 3 Thermopaaren Standardausführung Miniaturausführung Unisolierte Thermodrähte aller verfügbaren Typen, einzeln (+ oder -Pol des Thermopaares) oder paar-weise. Isolierte Thermodrähte aller verfügbaren Typen, einzeln oder paarweise (einzeln und gemeinsam isoliert). Einfachste Bauform, Thermopaar mit blanker Messstelle, max. Temperatur abhängig vom Thermopaar. Thermopaar mit Schrumpfschlauch isolierter Messstelle (PTFE oder PVOF), max. Temperatur 175 C C. Thermopaar, eingekittet in Keramik-oder Metallhülse, max. Temperatur ca. 500 C. Thermopaar, eingekittet in Alu-oder Ms- Einschraubgehäuse, max. Temperatur ca. 500 C Analog den Nutenwiderstandsthermometern mit Glimmerisolation einzusetzender Sensor für den industriellen Motorschutz, Typen T, J, E, K. U und L. max. Temperatur bis 230 C. Extrem schnell (< 100 m/s) ansprechende. dünne Thermopaare (Typen K, T, J und L) für Oberflächenmessungen bis 200 C. Thermoelement mit fester Verschraubung oder Bajonettverschluss, freien Leitungsenden oder Steckverbinder Fühlerspitze plan, halbrund oder kegelförmig. Dto. mit angesetztem Winkelstecker. Biegbare, schnell ansprechende TE mit hoher Erschütterungsfestigkeit, Ø 0,5 mm... 8 mm, mit oder ohne Isolation gegen Gehäuse, max. Temp C. Für technische Temperaturmessung, vorwiegend für Öfen aller Art. Temperaturbereiche von 200 C bis 1800 C, Schutzrohre aus Metall und Keramik. Für unterschiedliche Betriebsbedingungen stehen Anschlussköpfe nach DIN zur Verfügung. Sie sind für Umgebungstemperaturen bis 200 C geeignet Dto. mit auswechselbarem Messeinsatz, der ein Wechsel des Thermoelements im Betrieb erlaubt. Messeinsätze zum Einbau in Schutzrohre mit Anschlusskopf, nach DIN oder mit Mantelleitung. Steckverbindungen zum Anschluss und zur Verlängerung von Thermoelementen 2. REV EPHY-MESS Thermoelemente 7

9 Ausgleichsleitungen (AL) Ausgleichsleitungen (=Ersatzwerkstoffe für die Thermoleitungen mit gleichen thermoelektrischen Eigenschaften) werden üblicherweise in folgenden Fällen eingesetzt: der Einsatz einer unterbrechungsfreien Thermoleitung ist technisch nicht möglich (z.b. Thermoelement mit Anschlusskopf oder Durchführungen) die originale Thermoleitung besitzt keine ausreichende mechanische Stabilität erhebliche Kostenersparnis bei edelmetallhaitigen Thermodrähten Folgende Ausgleichsleitungen sind standardmäßig für die nach DIN und IEC 584 genormten Thermoelemente lieferbar: Andere Typen auf Anfrage möglich. Die Isolationsmöglichkeiten der oben genannten Ausgleichsleitungen entsprechen denen der Thermodrähte. 2.1 Thermopaare mit geschweißter oder hartgelöteter Messstelle Zur Herstellung der korrekten Verbindung an der Messstelle werden die Thermoelementdrähte bei Einsatztemperaturen bis 600 C hartgelötet, für darüber liegende Anwendungstemperaturen miteinander verschweißt. Das so hergestellte Thermoelement kann direkt eingesetzt werden -die Ausgleichsleitung bilden die Thermodrähte -der Einsatz einer zusätzlichen Ausgleichsleitung ist nicht erforderlich. Diese einfachste Form eines Thermoelements kann von der EPHY-MESS mit einer Leitungslänge bis max. 500 m geliefert werden. 8 EPHY-MESS Thermoelemente REV

10 2.2 Thermopaare mit blanker Messstelle Hierbei handelt es sich um die einfachste Version gem. DIN 43732, Bauform C und D. Die Ausgleichs-bzw. Thermoleitung kann blank (unisoliert) bleiben aber auch über die gesamte Thermopaarlänge, abzgl. der Messstelle, isoliert werden. Abb.2: Thermopaar mit blanker Meßstelle 2.3 Thermopaare mit isolierter Messstelle sog. Wickelkopfthermoelemente (TE-WK) Diese Art der Konfektionierung hat ihren Ursprung und ihr Haupteinsatzgebiet im Bereich der Motoren-, Generatoren-und Transformatorenindustrie. Die Sensoren können aufgrund ihrer kompakten Form und der Isolation direkt in die Anker-oder Trafowicklung eingebaut werden. Die Isolation der Messstelle kann wahlweise mit Schrumpfschlauch oder durch Einkitten in Metall-, Keramikhülsen oder Einschraubgehäuse erfolgen. EPHY-MESS Wickelkopfthermoelemente können aber ebenso in allen Bereichen der industriellen Mess-und Regeltechnik zur Überwachung von Temperaturprozessen eingesetzt werden. Der große Vorteil dieser Ausführung liegt in der kleinen Bauform und der daraus resultierenden kurzen Ansprechzeit. 2.4 Wickelkopf-Thermoelemente mit Schrumpfschlauchisolation (TE-WK-SH) hier werden die Messstelle und ein Teil der Thermoleitung mit Schrumpfschlauch isoliert. Abb.3: TE-WK-SH Isolationsmaterial / Messstellenschutz Betriebstemperatur Abmessungen PTFE oder PVDF Schrumpfschlauch, andere wärmeschrumpfende Schläuche auf Anfrage PTFE: 260 C, PVDF: 175 alt. 190 C abhängig vom Thermodraht Thermo-I Ausgleichsleitung alle verfügbaren Typen (T, E, J, K, S, R, B, L, U) Spannungsfestigkeit MesssteIle Tab.1: Technische Daten TE-WK-SH 3 kv /1 min REV EPHY-MESS Thermoelemente 9

11 2.5 Wickelkopfthermoelemente, eingekittet in Keramik-oder Metallhülsen (TE-WK-KH / -MH) weisen bereits eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit auf und die Sensoren lassen sich gut montieren. Trotzdem bleibt der Vorteil der kleinen Baugröße mit kleinen Ansprechzeiten erhalten. Als Hülsenmaterial stehen alle gängigen Metalle sowie Keramik zur Verfügung. Abb.4: TE-WK-KH/-MH Isolationsmaterial/ Messstellenschutz Betriebstemperatur Abmessungen Keramikhülse (rund oder flach geschlossen) Isokeralox 99.7 oder Ms-, AI-, V2A-oder V4A-Hülse -50 C C. mit Spezialglasseide bis max C ø 3-12, I =10-40 mm, auf Wunsch auch Sondermaße Thermo-/ Ausgleichsleitung alle verfügbaren Typen ( E, J. K, S, R, B, L, U) Spannungsfestigkeit Fühler 2,5 kv /1 min (Metallhülse), ~ 5 kv /1 min(keramikhülse) Tab.2: techn. Daten, TE-WK-MH 2.6 Wickelkopfthermoelemente, eingekittet in Schraubgehäuse (TE-WK-ESF) eignen sich besonders zur Messung von Oberflächentemperaturen an Gehäusen von elektrischen Motoren, Generatoren, Transformatoren und an allen anderen, über eine Gewindebohrung zugänglichen Stellen. Abb.5: TE-WK-ESF Isolationsmaterial / Fühlerschutz Betriebstemperatur AI-/ Ms-Schraubverschluss -50 C C Abmessungen M4 SW8 x 8, AI M5 SW 7 x 10, Ms M5 SW8 x 12, AI MG SW 8 x 10, Ms M4 SW7 x 10, Ms M8 SW 13 x 10, Ms weitere Abmessungen auf Anfrage lieferbar Thermo- Ausgleichsleitung alle verfügbaren Typen (E, J, K, S, R, B, L, U) Spannungsfestigkeit Schraubgehäuse Tab.3: techn. Daten, TE-WK-ESF 2,5 kv /1 min 10 EPHY-MESS Thermoelemente REV

12 3. Nutenthermoelemente (TE-NT) Diese Bauform ist dem starren Pt-100 Nutenwiderstandsthermometer in Bezug auf Isolation, Abmessungen und Einsatzbereich (innerhalb der Wicklungen von Motoren, Generatoren und Transformatoren) gleichzusetzen. Während das Nutenwiderstandsthermometer über eine größere Messgenauigkeit verfügt (± 0,3 C), zeichnet sich das Nutenthermoelement durch seine kürzeren Ansprechzeiten aus. Abb.6: TE-NT Der spezielle Innenaufbau mit einem Kupferblech zur Wärmekopplung zwischen Umgebung und Messstelle ermöglicht die Temperaturerfassung über eine größere Strecke (Fläche), als dies bei Thermoelementen im Allgemeinen üblich ist. Die Glimmerisolation sorgt für die ausreichende Spannungsfestigkeit und Stabilität, wie sie bei Industriethermometern dieser Bauart gefordert ist. Die Ausgleichsleitung ist einzeln und gemeinsam mit Glasseide isoliert. Um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Glasseidenisolation zu verhindern, kann zusätzlich ein Lackglasfilamentschlauch (LGLS) über die gesamte Ausgleichsleitung bis zur Vergleichsstelle gezogen werden. Dieser dient gleichzeitig als sehr guter mechanischer Schutz. Technische Daten : TE-NT max. Betriebstemperatur 230 C (inci. LGLS) * Thermoelementtyp wahlweise T, E, J, K,L, U Fühlerisolation Feinglimmer Abmessungen D x B x L in mm 2x8x 200; 2x8x250; 2x10x300 Temperaturempfindliche Länge (TEL) 150 mm ; 200mm ; 250mm Biegeradius starr Ausgleichsleitung Spannungsfestigkeit, Fühler entsprechend dem Thermoelementtyp, Glasseiden isoliert Länge und Querschnitt nach Kundenwunsch 2,5 kv / AC 50 Hz / 1 min * höhere Einsatztemperaturen auf Anfrage Tab.4: Techn. Daten TE-NT REV EPHY-MESS Thermoelemente 11

13 4. Folienthermoelemente (TE-FPI) 4.1 Einsatzbereich Die aufklebbaren Folienthermoelemente sind speziell zur Oberflächenmessung konzipiert. Ihr Einsatzgebiet liegt deshalb in den Gebieten der Forschung, Entwicklung und Fertigung, wo z.b. Temperaturverteilungen und -gradienten in Gehäusen, Wärmestrahlung oder Wärmewirkungsgrade schnell zu erfassen sind oder wo für Thermometer größerer Bauformen kein ausreichender Platz zur Verfügung steht. Die Folienthermoelemente bieten folgende Vorteile: hohe Flexibilität kleine Bauform (7 x 7 x 0,16 mm) kurze Ansprechzeiten (bis 0,06 s) einfache Montage durch Aufkleben Abb.7: TE-FPI 4.2 Aufbau Die äußerst flachen Elemente sind in eine kresolharzgetränkten Folie eingebettet und mit zwei Metallanschlussstreifen versehen. Über diese Anschlussstreifen kann auf einfache Weise eine Ausgleichsleitung angeschlossen werden. Um Falschpolung der Elemente zu vermeiden ist der +Pol mit einer roten Farbmarkierung gekennzeichnet. Die Ausführung vom Typ K (NiCr-Ni) ist in eine oxydüberzogene, phenolharzgetränkte Aluminiumfolie eingebettet. Die sehr hohe Temperaturleitfähigkeit von Aluminium und die gute Temperaturübertragung zwischen Oberfläche und Sensor gestatten sogar Temperaturschockmessungen an Oberflächen. Die Montage der Elemente auf der Oberfläche kann mit jedem Standard-Kleber durchgeführt werden, solange ein guter Wärmekontakt bei der zu messenden Temperatur gewährleistet ist. Spezialklebstoffe für Temperaturen bis 200 C können über die EPHY-MESS bezogen werden. Die Folienthermoelemente sind als Typ J (Fe-CuNi), T (Cu-CuNi) und K (Ni-CrNi) erhältlich. 4.3 Technische Daten TE-FPI TE-FPI-J TE-FPI- T TE-FPI-K Ansprechzeit < 100 ms < 100 ms < 60 ms Trägermaterial Kresol Kresol Aluminium Temperaturbereich -100 C C 100 C C -100 C C Abmessungen 7x 7xO,16 mm 7x7xO,16 mm 7x7 xo,3 mm typ. Isolationswiderstand 106 Mn 106 Mn 104 Mn bei 100 VDe Spannungsfestigkeit >500 VDC > 500 VDC >250 VDC Thermospannung gem. IEC 584/ Klasse 2 gem. lec 584/ Klasse 2 gem. lec 584/ Klasse 2 12 EPHY-MESS Thermoelemente REV

14 5. Einsteck-Thermoelemente (TE-EST) Allgemeines Einsteck-Thermoelemente werden zur Messung oder Regelung von Temperaturen im Bereich bis 400 C verwendet, z.b. in Kunststoffverarbeitungsmaschinen Spritzgussmaschinen Zylinderköpfen und Ölwannen von Motoren Lagern Rohrleitungen und Behältern Generatoren und Transformatoren Sie werden in der Regel in Bohrungen der Maschinenteile eingesteckt und sind leicht austauschbar Aufbau Bei den schnell ansprechenden EPHY MESS Einsteck-Thermoelementen erfolgt die Wärmeaufnahme über den gut wärmeleitenden Boden des Schutzrohres (rostfreier Stahl), der mit einer Druckfeder und einer Bajonettkappe fest an den Boden der Einsteckbohrung oder der Einschraubhülse gepresst wird. Die Form des Bodens (plan, kugelförmig, Bohrerwinkel 120 ) kann zur besseren Wärmeübertragung der Geometrie der Bohrung angepasst werden. Es sind drei Bauformen KW1, KW2 und KW3 erhältlich: KW1: Einsteck-Thermoelement, gerade mit verstellbarem Bajonettverschluss KW2 : Einsteck-Thermoelement, gerade mit nicht verstellbarem Bajonettverschluss KW3 : Einsteck-Thermoelement, winkelförmig mit nicht verstellbarem Bajonettverschluss Andere Bauformen auf Anfrage Thermoelementtyp Standardmäßig stehen die Thermopaare Typ J (Fe-CuNi) und Typ K (NiCr-Ni) zur Verfügung. Auf Wunsch ist einer Sonderanfertigung mit anderen Thermopaaren (Typ L, Typ S oder Typ R) möglich. Die Konfektionierung erfolgt wahlweise mit einem oder zwei Thermopaaren, die auf der Leitungsaustrittsseite über verstärkte, isolierte Thermodrahtenden oder über eine direkt angeschlossene Ausgleichsleitung verfügen Montage Die Einsteck-Thermoelemente werden mit Bajonettkappen axial federnd befestigt. Das Gegenstück der Befestigung (einschraubbarer Bajonettnippel oder Einschraubhülse) ist als Zubehör lieferbar. REV EPHY-MESS Thermoelemente 13

15 5.2 Einsteck-Thermoelement Bauform KW1 Abb.8: TE-EST Typ KW1 Ausführung / Typen: 1 x Typ J / 2 x Typ J vom Schutzrohr isoliert 1 x Typ K / 2 x Typ K vom Schutzrohr isoliert Schutzrohr: nichtrostender Stahl, ø 6 / 8 mm, gerade Einbaulänge mm variabel Meßstelle: plan / kugelförmig / Bohrerwinkel 120 Betriebstemperatur: max. 400 C, am Kabelaustritt max. 130 C Bajonettkappe: Stahl vernickelt, Innenmaß 12,5 mm Auf Druckfeder verstellbar Ausgleichsleitung: PTFE oder Glasseiden isoliert Länge 100 / 500 / mm Zubehör: Bajonettnippel (Typ A) l=25 mm, ø 12 mm mit Gewinde R ¼ 14 EPHY-MESS Thermoelemente REV

16 5.3 Einsteckthermoelement Bauform KW2 / KW3 Abb.9: TE-EST Typ KW2 Abb.10: TE-EST Typ KW3 Ausführung / Typen: 1 x Typ J / 2 x Typ J vom Schutzrohr isoliert 1 x Typ K / 2 x Typ K vom Schutzrohr isoliert Schutzrohr: nichtrostender Stahl, ø 6 / 8 mm, gerade Einbaulänge mm variabel Meßstelle: plan / kugelförmig / Bohrerwinkel 120 Betriebstemperatur: max. 400 C, am Kabelaustritt max. 130 C Bajonettkappe: Stahl vernickelt, Innenmaß 12,5 mm Auf Druckfeder verstellbar Ausgleichsleitung: PTFE oder Glasseiden isoliert Länge 100 / 500 / mm Zubehör: Bajonettnippel (Typ B/C) l=25 mm, ø 12 mm mit Gewinde R ¼ Einschraubhülse, l=58 / 82 (für Einbaumaß 54 / 78 mm), ø9 mm, mit Gewinde R ¼ REV EPHY-MESS Thermoelemente 15

17 6. Mantel-Thermoelemente (TE-MI) Allgemeines Mantel-Thermoelemente kommen in der Regel dort zur Anwendung, wo die Messstelle schwer zugänglich ist. Der mineralisolierte Mantel dieser Thermoelemente lässt sehr enge Biegeradien zu. Speziell im Reaktorbau, wo oft große Strecken von der Messstelle bis hin zu einer Zone mäßiger Temperalur überbrückt werden müssen, bieten Mantel-Thermoelemente eine Reihe von Vorteilen. Die Messwerte werden weder durch Verbiegen noch durch starke Vibration beeinflusst, denn die in verdichtetem Oxydpulver eingebetteten Thermodrähte können nicht schwingen. Das Anwendungsspektrum dieser Fühler ist deshalb sehr vielfältig. Sie werden zur Temperaturmessung verwendet in und auf Oberflächen von Behältern, Rohrleitungen, Apparaten und Maschinen, in Laboratorien oder in Versuchsanlagen in gasförmigen und flüssigen Medien wie Luft, Gasen, Wasser, Öl usw. im Nieder-und Hochdruckbereich bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten. Mantel-Thermoelemente zeichnen sich durch kleine Bauart, kurze Ansprechzeiten, hohe Biegefestigkeit, Erschütterungsfestigkeit und Stabilität im Hochdruckbereich aus. Ein weiterer Vorteil der Mantel- Thermoelemente ist ihr hermetisch dichter Außenmantel. Die Thermodrähte und der Messknoten sind hierin weitgehend gegen aggressive Gase geschützt Aufbau In das dünnwandige Mantelrohr (die Wandstärke beträgt ca % des Manteldurchmessers) sind 1 oder 2 Thermopaare (abhängig vom Durchmesser) in Keramikpulver fest eingepresst. Standardmäßig sind die Thermodrähte untereinander und gegen den Mantel isoliert. In Sonderausführung kann die Messstelle in den Mantel eingeschweißt werden. Dies verkürzt die Ansprechzeiten besonders in Gasen noch einmal deutlich -jedoch verschlechtert sich die Korrosionsbeständigkeit des Mantelwerkstoffs. Die Thermospannungen entsprechen den Normen IEC 584, Klasse 2 oder DIN Auf Wunsch können Elemente nach anderen Normen und Toleranzen geliefert werden. Abb.11: Standard- / Sonderausführung Als Mantelwerkstoff bieten wir standardmäßig Edelstahl W.-Nr (Temperatur bis max. 850 C) oder Inconel W.-Nr (Temperatur bis max C) an. Weiterhin lieferbar sind folgende Mantelwerkstoffe Edelstahl W.-Nr , , , und die Edelmetallegierung P110%Rh (hochtemperaturbeständig bis 1300 C). Die Eignung der Werkstoffe bezüglich Korrosions-und Hitzebeständigkeit entnehmen Sie bitte den Tabellen im Anhang. Die Abmessungen und Spezifikationen der nachfolgenden Thermoelemente sollen Ihnen als Anhaltspunkt für Ihre Bestellung dienen. Da wir meist kundenspezifische Ausführungen liefern, haben wir auf eine Zusammenstellung aller möglichen Kombinationen verzichtet. Wählen Sie Ihre Ausführung zur Bewältigung Ihrer Messaufgabe. 16 EPHY-MESS Thermoelemente REV

18 6.1.3 Typen TE-MI Abb.12: Mantel-Thermoelement mit blanken Thermodrahtenden Abb. 13: Mantel Thermoelement mit verstärkten und isolierten Thermodrahtenden Abb. 14: Mantel-Thermoelement mit fest angeschlossener Ausgleichsleitung (zusätzlich mit auch mit Thermosteckern ausgestattet lieferbar) Abb.15: Mantel-Thermoelementmit Steckverbindung Abb.16: Mantel-Thermoelement mit Anschlusskopf Die nachfolgend aufgeführten Mantelthermoelemente sind in Durchmessern >1,5 mm (Edelmetall- Thermoelemente >3 mm) als Doppelthermoelemente erhältlich. REV EPHY-MESS Thermoelemente 17

19 6.2 Mantel-Thermoelement mit blanken Thermodrahtenden Abb.17: TE-MI Ausführung mit 20 mm langen blanken Anschlussdrähten (Originaldrähte). Bei kleinen Manteldurchmessern <1,5 mm empfiehlt sich aus Stabilitätsgründen die Ausführung mit Kabelübergangshülse (mit verstärkten und isolierten Thermodrähten) zu wählen. Die hier genannten Abmessungen und Materialien beinhalten nicht zuletzt aus Kostengründen eine gewisse Standardisierung. Hiervon abweichende Spezifikationen sind aber nach Rücksprache meist problemlos lieferbar. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (0,5 / 1,0 / 1,5 / 3,0 / 4,5 / 6,0 / 8,0 mm): von 0,5 8 mm für Thermopaare der Typen L, Kund J von 1,5 6 mm für Thermopaare der Typen S und R Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 50 / 100 / 300 / 500 / 2000mm Zwischenlängen auf Anfrage 18 EPHY-MESS Thermoelemente REV

20 6.3 Mantel-Thermoelement mit verstärkten und isolierten Thermodrahtenden Abb.18: TE-MI Ausführung mit 20mm / 100 mm langen, verstärkten Anschlussdrähten (PTFE oder PVC isoliert). Das TE-MI ist am Anschlussende (Endhülse) feuchtigkeitsfest verschlossen. Ab ø mm ist keine Endhülse mehr nötig. Die zulässige Temeperatur im Bereich des Kabelaustritts beträgt 130 C. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (0,5 / 1,0 / 1,5 / 3,0 / 4,5 / 6,0 / 8,0 mm): von 0,5 8 mm für Thermopaare der Typen L, Kund J von 1,5 6 mm für alle verfügbaren Thermopaare Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 50 / 100 / 300 / 500 / 2000 mm Zwischenlängen auf Anfrage Befestigungsart für ø >0,5 mm: mit angelötetem Einschraubzapfen W.-Nr , max. 300 C verschiebbare Verschraubung W.-Nr mit PTFE Klemmring, max. 200 C, 10 bar verschiebbare Verschraubung mit Klemmring W.-Nr , max. 500 C REV EPHY-MESS Thermoelemente 19

21 6.4 Mantel-Thermoelement mit fest angeschlossener Ausgleichsleitung Abb.19: TE-MI Ausführung mit Kabelübergangshülse und fest angeschlossener Ausgleichsleitung, einzeln und gemeinsam PVC- oder glasseidenisoliert. Alternativ auch mit Standard- oder Miniaturstecker lieferbar. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (0,5 / 1,0 / 1,5 / 3,0 / 4,5 / 6,0 mm): von 0,5 6 mm für Thermopaare der Typen L, Kund J von 1,5 6 mm für alle verfügbaren Thermopaare Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 100 / 300 / 500 / 2000mm Zwischenlängen auf Anfrage Länge der Ausgleichsleitung: ab 250 mm Befestigungsart für ø >0,5 mm: mit angelötetem Einschraubzapfen W.-Nr , max. 300 C verschiebbare Verschraubung W.-Nr mit PTFE Klemmring, max. 200 C, 10 bar verschiebbare Verschraubung mit Klemmring W.-Nr , max. 500 C 20 EPHY-MESS Thermoelemente REV

22 6.5 Mantel-Thermoelement mit Lemosa-Steckverbindung Abb.20: TE-MI Steckergröße: 0 für ø 0,5 1,0 mm 1 für ø >1,0 3,0 mm 2 für ø >3,0 6,0 mm Ausführung mit LEMO Kupplungsdose, Schraubverriegelung oder Thermokontakte. Die Buchsen sind jeweils fest am Thermoelement angebracht. Max. Temperatur an der Kupplungsdose: 130 C. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (0,5 / 1,0 / 1,5 / 3,0 / 4,5 / 6,0 mm): von 0,5 6 mm für Thermopaar Typ K von 1,5 6 mm für alle verfügbaren Thermopaare Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 100 / 300 / 500 / 1000mm Zwischenlängen auf Anfrage Befestigungsart für ø >0,5 mm: mit angelötetem Einschraubzapfen W.-Nr , max. 300 C verschiebbare Verschraubung W.-Nr mit PTFE Klemmring, max. 200 C, 10 bar verschiebbare Verschraubung mit Klemmring W.-Nr , max. 500 C REV EPHY-MESS Thermoelemente 21

23 6.6 Mantel-Thermoelement mit Anschlusskopf Anschlusskopf Form B Abb.21: TE-MI Ausführung mit Leichtmetallanschlußkopf Form B, Schutzart IP 54. Maximale Temperatur am Anschlusskopf 80 C, bei Verwendung von Silikon-Dichtelementen bis max. 130 C. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (3,0 / 4,5 / 6,0 / 8,0 mm): von 3 6 mm für Thermopaar Typ K von 3 8 mm für alle verfügbaren Thermopaare Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 100 / 300 / 500 / 1000mm; Zwischenlängen auf Anfrage Einschraubgewinde (angeschweißt): G1/4 A G1/2 A G1 A M20 x 1,5 22 EPHY-MESS Thermoelemente REV

24 Anschlusskopf Form F Abb.22: TE-MI Ausführung mit Leichtmetallanschlußkopf Form F, Schutzart IP 54. Maximale Temperatur am Anschlusskopf 80 C, bei Verwendung von Silikon-Dichtelementen bis max. 130 C. Ausführung der Messstelle: vom Mantel isoliert im Mantel eingeschweißt (nicht bei Edelmetall-Thermopaaren mit lconelmantel) Verfügbare Typen: Fe-CuNi, Typ L, max. Betriebstemperatur: 800 C Fe-CuNi, Typ J, max. Betriebstemperatur: 800 C NiCr-Ni, Typ K, max. Betriebstemperatur: 1100 C PtRh-Pt, Typ S, max. Betriebstemperatur: 1300 C Pt13Rh-Pt, Typ R, max. Betriebstemperatur: 1300 C Manteldurchmesser (3,0 / 4,5 / 6,0 / 8,0 mm): von 3 6 mm für Thermopaar Typ K von 3 8 mm für alle verfügbaren Thermopaare Mantelwerkstoffe (vgl. Anhang): / / max. Betriebstemperatur: 850 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) / , max. Betriebstemperatur: 1050 C (nicht für Edelmetall-Thermopaare) InconefI, max. Betriebstemperatur: 1100 C (bei Edelmetall-Thermopaaren max. 900 C) Pt10Rh, max. Betriebstemperatur: 1300 C (nur für Edelmetall-Thermopaare) Norm / Toleranz: DIN (nur Fe-CuNi Typ L) IEC 584 Klasse 2 IEC 584 Klasse 1 (bei Typ S, R nur auf Anfrage) Nennlänge: 100 / 300 / 500 / 2000mm Zwischenlängen auf Anfrage Befestigungsart : mit angelötetem Einschraubzapfen W.-Nr , max. 300 C verschiebbare Verschraubung W.-Nr mit PTFE Klemmring, max. 200 C, 10 bar verschiebbare Verschraubung mit Klemmring W.-Nr , max. 500 C verschiebbare Verschraubung, Stahl phosphatiert, Klemmring Stahl, max. 300 C REV EPHY-MESS Thermoelemente 23

25 7. Gerade Thermoelemente mit Schutzrohr und Anschlußkopf (TE-SRA) Gerade Thermoelemente mit metallenem oder keramischem Schutzrohr und Anschlußkopf finden ihre Anwendung überwiegend in der industriellen Messtechnik, bei Messtemperaturen von 200 C bis 1800 C bei Drücken bis 1 bar. Abb.23: Thermoelement in Schutzrohr Schutzrohre Um die Funktion und Güte eines Thermoelementes über einen ausreichend langen Zeitraum zu gewährleisten, müssen die Werkstoffe für Thermopaar, Isolation, Schutzrohr und Anschlußkopf nach den Gesichtspunkten der Beständigkeit unter den gegebenen Betriebsbedingungen ausgewählt werden. Allgemeine Hinweise über Thermopaare und Schutzrohrwerkstoffe finden Sie in folgenden DIN-Normen: DIN Metallene Schutzrohre für Thermoelemente nach DIN DIN Thermopaare und Thermoelemente DIN Elektrische Temperaturmessgeräte, Übersicht über die geraden Thermoelemente Eine Liste der gängigsten Schutzrohrwerkstoffe und deren Beständigkeit finden Sie im Anhang des Kataloges. Beachten Sie bei der Auswahl eines Thermopaares oder Schutzrohrwerkstoffes bitte stets, dass der Partner mit der kleineren Betriebstemperatur die maximale Einsatztemperatur bestimmt. Thermopaar Typ Draht-ø 2,5 1 / 1,38 0,35 / 0,5 J, L 800 C 600 C -- K 1200 C 900 C -- S, R C B C Tab.5: Einsatztemperatur verschiedener Drahtdurchmesser 24 EPHY-MESS Thermoelemente REV

26 7.1.2 Anschlußköpfe Für die Thermoelemente stehen Ihnen je nach Anwendungsfall Anschlußköpfe in 5 verschiedenen Ausführungen mit Anschlussmaßnahmen nach DIN zur Verfügung. Alle Ausführungen sind spritzwasserdicht und entsprechen IP53 (eine Übersicht der IP Schutzarten finden Sie im Anhang). Auf Anfrage sind auch andere und somit höhere Dichtigkeit als Sonderversion für eine Reihe von Ausführungen möglich. Die maximale Umgebungstemperatur beträgt 200 C für die Kunststoffausführung Befestigung Die Befestigung bzw. der Einbau der Thermoelemente in Schutzrohr erfolgt üblicherweise mit einem Anschlagflansch und einem bis ca. 1 bar gasdichten Gegenflansch oder einer bis ca. 1 bar gasdichten verschiebbaren Gewindemuffe. Die vorgenannten Befestigungen sind nicht Bestandteil des Thermoelements, sondern müssen als Zubehör bestellt werden Montagehinweise Die Einbaulänge der Thermoelemente ist möglichst groß zu wählen, um Messfehler durch Wärmeableitung über das Schutzrohr oder die Thermodrähte möglichst klein zu halten. Um Durchbiegen vor allem bei längeren Schutzrohren zu vermeiden ist senkrechter Einbau dem waagerechten vorzuziehen. Ist dies nicht möglich sollte eine geeignete Abstützung erfolgen. Für die Verbindungsleitung zwischen Anschlußkopf und Mess- / Anzeigegerät muss die entsprechende Ausgleichsleitung (gleicher Typ oder Ersatzwerkstoff) verwendet werden. Thermoelemente besitzen eine Polung die, um Messfehler zu vermeiden, nicht vertauscht werden darf Typenauswahl Die nachfolgenden Abbildungen und Tabellen zeigen Ihnen die vielfältigen Liefermöglichkeiten, die für gerade Thermoelemente in Schutzrohr bestehen. Alle Spezifikationen können bis auf wenige Ausnahmen miteinander kombiniert werden. Mit Sicherheit existiert eine Ausführung für Ihren speziellen Anwendungsfall. REV EPHY-MESS Thermoelemente 25

27 7.2 Thermoelemente mit metallenem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ A Thermopaar (TP) Innenrohr Schutzrohr Nennlänge Anzahl Typ, Werkstoff Werkstoff Draht ø KER 610 Anschlusskopf Abmessungen Befestigung Aufgeschw. Flansch ²) 1 TP 2 TP FE-CuNI Typ L ø 2,5mm NiCr-Ni TypK ø 2,5mm ohne mit max. Betriebstemperatur mm mm Form St WNr ø 22 x A ohne 550 C St WNr em. ø 26 x AUZ mit ¹)³) 550 C Pt10 Rh-Pt⁷) Typ S ø 0,5mm X10Cr AL 24 WNr C 1000 AUS Pt10 Rh-Pt⁷) Typ S ø 0,35mm FE-CuNI Typ J ø 2,5mm X15CrNi Si25 20 WNr C X18Cr N 28 WNr C ¹) Aufgeschweißter Flansch nicht auf liertem Schutzrohr möglich 1400 AUG 2000 ABK 3000⁶) Zwischenlängen ⁵)⁶) ⁵) Gewünschte Nennlänge angeben. ²) Flansch C 32 ND6 DIN 2527 aus unleg. Stahl. ⁶) Über 2000 mm Nennlänge nur mit TP NiCr-Ni ohne lieferbar ³) Gewünschte Einbaulänge angeben. Innenrohr und mit Schutzrohr ø 26 x 4 mm WNr ⁴) Nur in WNr ⁷) Lieferbar nur mit keramischem Innenrohr. 26 EPHY-MESS Thermoelemente REV

28 7.3 Thermoelemente mit keramischem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ A Thermopaar (TP) Schutzrohr und Innenrohr Nennlänge Anzahl Typ Draht ø 1 TP 2 TP Pt10Rh-Pt Typ S Pt13Rh-Pt Typ R PtRh 18 TypB 0,35 0,5 KER 610 ø 16 x C KER 610 ø 24 x 2, C KER 710 ø 15 x 2, C KER 710 ø 24 x C KER 530 ø 26 x C KER 610¹) ø 16 x C KER 610 ø 24 x 2, C KER 710 ø 24 x C ¹) Kombination Schutzrohr KER 610 mit Innenrohr KER 610 ø 10 x 1,5 nur bis 1000 mm Nennlänge ²)Flansch C32 ND 6 DIN 2527 aus unlegiertem Stahl. Innenrohr- Werkstoff Abmessungen mm KER 610 ø 16 x 2 KER 610 ø 10 x 1,5 KER 610 ø 16 x 2 KER 710 ø 15 x 2,5 mm Anschlusskopf Form Befestigung Aufgeschw. Flansch²) bündig mit Halterrohr ohne 500 A ohne ohne 710 AUZ mit ohne 1000 AUS 1400 AUG Schutzrohr - Werkstoff Abmessung max. Betriebstemperatur Zwischenlängen⁴) ³) Haterohrabmessung ø 22 x mm für Schutzrohr ⁴) gewünschte Nennlänge angeben. ABK mit Außen-ø bis 16 mm sonst ø 32 x 1,5 x 200 mm. Werkstoff St Bei mehr als 500 C Verzunderungsgefahr. Werkstoff X10Cr Al 24 nur als Sonderausführung lieferbar. REV EPHY-MESS Thermoelemente 27

29 7.4 Thermoelemente mit metallenem Schutzrohr (und keramischem Innenrohr) Typ B Thermopaar (TP) Anzahl Typ, Werkstoff Werkstoff 1 TP 2 TP Draht ø KER 610 FE-CuNI Typ L ø 1,0 mm NiCr-Ni Typ K ø 1,38 mm Pt10 Rh-Pt⁵) Typ S ø 0,5 mm ohne mit Schutzrohr Befestigung Abmessungen Innenrohr Nennlänge Anschlusskopf Aufgesch. Flansch ¹) max. Betriebstemperatur mm mm Form St WNr ø 15 x A ohne 550 C St WNr em. 250 BUZ mit ²) ³) 700 C X10Cr AL 24 WNr C 355 BUS Pt10 Rh-Pt⁵) Typ S ø 0,35mm FE-CuNi Typ J ø 1,0mm X15CrNi Si25 20 WNr C 500 BUG Zwischenlängen ⁴) BBK ¹) Flansch C 25 ND6 DIN 2527 aus unleg. Stahl. ⁴) Gewünschte Nennlänge angeben. ²) Aufgeschweißter Flansch nicht auf liertem Schutzrohr möglich ⁵) Lieferbar nur mit keramischem Innenrohr. ³) Gewünschte Einbaulänge angeben. 28 EPHY-MESS Thermoelemente REV

30 7.5 Thermoelemente mit keramischem Schutzrohr Typ B 1 TP Pt10Rh-Pt Typ S 0,35 KER 610 ø 10 x 1, C Befestigung Aufgeschw. Flansch²) bündig mit Halterrohr 180 B ohne 2 TP Pt13Rh-Pt Typ R 0,5 KER 610 ø 10 x C 250 BUZ mit PtRh 18 TypB 355 BUS 500 BUG Thermopaar (TP) Schutzrohr Nennlänge Anschlusskopf Schutzrohr - Werkstoff Anzahl Typ Draht ø Abmessung max. Betriebstemperatur mm Form Zwischenlängen⁴) BBK ¹) Flansch C32 ND 6 DIN 2527 aus unlegiertem Stahl. ³) gewünschte Nennlänge angeben. ²)Bei mehr als 500 C Verzunderungsgefahr für Werkstoff St 35.8 Werkstoff X10Cr Al 24 nur als Sonderausführung lieferbar. REV EPHY-MESS Thermoelemente 29

31 8. Thermoelement Messeinsätze (TE-MES) 8.1 Allgemeines Thermoelement Messeinsätze sind zum Einbau in Schutzarmaturen (Schutzrohr mit Anschlusskopf) bestimmt. Sie können auch während des Betriebes leicht ausgewechselt werden. Wegen des freiliegenden Anschlusssockels sind Messeinsätze zum direkten Einsatz als Temperaturfühler nicht geeignet. Der Einbau der Messeinsätze kann erfolgen in: allen Thermoelementen mit Formen nach DIN Anschlussköpfen mit Maßen nach DIN (Form B) oder DIN Schutzrohren mit Bohrungsdurchmesser 3, Aufbau Messeinsätze sind entsprechend ihres Einsatzgebietes in zwei Ausführungen erhältlich. Entweder mit einem Einsatzrohr (ø6 mm) oder entsprechend mit Mantelleitung (ø3 oder 6 mm) mit den darin eingebauten Thermodrähten und einem auf einem Flansch befestigten Anschlusssockel. Die Befestigung erfolgt mit zwei Schrauben im Anschlusskopf. Zwei Andruckfedern sorgen dafür, dass die Spitze des Messeinsatzes gegen den Boden des Schutzrohres gedrückt wird. Dies stellt einen guten Wärmeübergang von Schutzrohr zum Thermopaar sicher. Vibrationen des Messeinsatzes werden unterbunden und unterschiedliche Längenausdehnung von Schutzrohr und Messeinsatz kompensiert. Der Federweg beträgt standardmäßig 8 mm. Bei Schutzrohren mit einem Durchmesser größer 7 mm wird die 6 mm dicke Spitze des Messeinsatzes auf 8 mm bzw. 10 mm verstärkt. Dies reduziert den Luftspalt und minimiert Wärmeübergangswiderstände. Messeinsätze mit 3 mm Durchmesser sind für den Einbau in Armaturen mit besonders kurzer Ansprechzeit bestimmt. EPHY-MESS Messeinsätze mit Einsatzrohr nach DIN (Typ TE-MS) enthalten 1 oder 2 Thermopaare, die mit Keramik-Mehrlochkapillaren gegeneinander und gegen das Edelstahl-Einsatzrohr isoliert sind. Als Sonderausführung sind für Typ J und K auch 3 Thermopaare lieferbar. Bei der Ausführung mit Mantelleitung (Typ TE-MI) sind die Thermodrähte fest in hochverdichtetes Keramikpulver eingebettet, was die Messeinsätze besonders erschütterungsfest macht. Die Messstellen der Thermopaare sind elektrisch von Einsatzrohr bzw. vom Mantel isoliert. Die wenige mm vom Boden entfernte Messstelle kann auf Wunsch in den Boden eingeschweißt werden. Dies verkürzt die Ansprechzeit noch einmal geringfügig. Der Isolationswiderstand zwischen der Thermoelementen beträgt bei allen Typen 1000 MΩ bei 250 V, T = 25 C ± 10 K und RF < 80%. 30 EPHY-MESS Thermoelemente REV