Mantelthermoelement – was ist das?

Wie Thermoelemente funktionieren, haben wir uns in diesem Beitrag schon angesehen: so funktionieren Thermoelemente. Hier gehen wir jetzt direkt ans Eingemachte und schauen uns das Mantelthermoelement ganz genau an.

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Besonderheit: mineralisoliertes Edelstahlkabel

Bei einem Mantelthermoelement liegt das Thermopaar in Magnesiumoxid eingebettet in einem dicht verschweißten metallischen Rohr – das ist die sogenannte Mantelleitung. Je nach Legierung der Mantelleitung können diese Thermoelemente für Temperaturen bis über 1.100°C eingesetzt werden. Die einfachen Bauformen wie zum Beispiel Thermoelemente mit Glasseiden-Isolierung können da nicht mithalten, denn hier setzt das Kabel ein niedrigeres Temperatur-Limit.

Die schlanken Mantelthermoelemente sind also sehr robust und insbesondere für sehr hohe Temperaturen geeignet.

Extrem kleine Durchmesser sind möglich

Neben der mechanischen und thermischen Robustheit haben Mantelthermoelemente den Vorteil, dass sie sehr schlank aufgebaut werden können und man somit auch schwierige Messstellen erreichen kann. Dieser Fühler hat beispielsweise einen Durchmesser von nur 1 mm – sogar 0,5 mm sind möglich! So sieht ein Thermoelement mit 1,5 mm Durchmesser aus:

Gegenüber mit hygroskopischer Glasseide isolierten Thermoelementen haben Mantelthermoelemente außerdem den Vorteil, dass sie dicht verschweißt sind. So kann keine Feuchtigkeit eindringen und die Messung verfälschen bzw. das Thermoelement belasten.

Isolierte und nicht isolierte Messstellen

Die Fachwelt unterscheidet zwischen isolierten (ungrounded) und nicht isolierten (grounded) Messstellen. Bei den isolierten Messstellen ist der Messpunkt nicht mit dem Mantel verbunden. Bei nicht isolierten Messstellen ist der Messpunkt mit der Spitze der Mantelleitung verschweißt – man spricht auch von einer geerdeten Messstelle (geerdet = grounded). So sieht ein Mantelthermoelement mit geerdeter Messstelle aus:

Isolierte Messstellen machen die Fühler zwar thermisch etwas träger, sorgen aber durch die galvanische Entkopplung für eine weniger störanfällige Signalübertragung. Deshalb sind sie in der Industrie weiter verbreitet. So sieht ein Mantelthermoelement mit isolierter bzw. ungeerdeter Messstelle aus:

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