Mantelthermoelement – was ist das?

von | Temperaturfühler

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Wie Thermoelemente funktionieren, das habe ich euch in einem separaten Beitrag schon erklärt: so funktionieren Thermoelemente. Hier gehen wir jetzt direkt ans Eingemachte und schauen uns das Mantelthermoelement mal ganz genau an.

Thermoelemente bestehen aus zwei metallischen Leitern unterschiedlichen Materials, die an der Messstelle miteinander verbunden sind. Bei der einfachsten Bauform liegt die Messstelle offen, sie ist also ungeschützt. Manchmal wird zum Beispiel auch ein Schutzschlauch angebracht oder ein Metallröhrchen übergezogen und ans Kabel rolliert.

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.

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!

Mantelthermoelement mit Kapton-Kabel und 1,5 mm Durchmesser

Bild 1: Mantelthermoelement mit Kapton-Kabel und 1,5 mm Durchmesser

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).
Isolierte Messstellen machen die Fühler zwar thermisch etwas träge, sorgen aber durch die galvanische Entkopplung für eine weniger störanfällige Signalübertragung.

Skizze zur Unterscheidung isolierter und nicht isolierter Thermoelemente

Bild 2: Skizze zum Unterschied zwischen isolierten und nicht isolierten (grounded) Thermoelementen

Kurz und bündig:
Die schlanken Mantelthermoelemente sind sehr robust und insbesondere für sehr hohe Temperaturen geeignet. Ein Mantelthermoelement mit geerdeter Messstelle hat eine sehr kurze Reaktionszeit, liefert jedoch ein störungsempfindliches Signal (Mantelleitung wirkt wie eine Antenne).
Deshalb greift man in der Praxis meist zu Mantelthermoelementen mit isolierten Messstellen.

Erhalten Sie eine Empfehlung

Wie bzw. wo möchten Sie messen?

Datenschutz