Was ist eine Thermoausgleichsleitung?

Sascha Mais | 3. Juni 2020

In den letzten Beiträgen haben wir Fragen zu Motor, Steuer, Servo und Mittelspannungsleitungen beantwortet. Heute werden wir uns einer ganz besonderen Leitung widmen. Der Thermoausgleichsleitung. Was ist eine Thermoausgleichsleitung und wo werden diese Arten von Leitungen eingesetzt?

Wo werden Thermoausgleichleitungen eingesetzt?

Eine Thermoausgleichsleitung ist die Verbindung zwischen einem Thermoelement und einem Messgerät. Die Thermoausgleichleitung muss die gleichen Materialien haben wie das Thermoelement. Die Messung würde ansonsten aufgrund von ungewollten, zusätzlichen Thermospannungen verfälscht werden. Dies nennt man auch den sogenannten Seeback- Effekt. Die Materialen der Leitung müssen auf den jeweiligen Thermoelementtyp abgestimmt sein.

Ein typisches Anwendungsbeispiel für den Einsatz von Thermoelementen finden wir z.B. in Spritzgussmaschinen. Während des Herstellungsprozesses von Kunstoffteilen muss die Temperatur in den Maschinen konstant überwacht werden. Diese Aufgabe übernehmen Thermoelemente.

Was ist ein Thermoelement?

Thermoelemente sind in der Industrie ein weit verbreitetes Hilfsmittel, um Temperaturmessungen jenseits von 200°C durchzuführen. Eine elektronische Temperaturmesseinrichtung besteht im einfachsten Fall aus zwei Komponenten: Einem Thermoelement als Messwertgeber und einer Messeinrichtung.

Wie funktioniert ein Thermoelement?

Ein Thermoelement besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Metalle. Diese sind an einem Ende miteinander verbunden. In industriellen Anwendungen sind diese meistens miteinander verschweißt, weil dadurch eine hohe Vibrationsfestigkeit gegeben ist.

Am offenen Ende der beiden Metalle ist ein Messgerät angeschlossen. Dieses verarbeitet die Signale des Thermoelements. Durch den thermoelektrischen Effekt lässt sich zwischen den beiden nicht verbundenen Enden eine Spannung messen. Wenn die Temperatur an der Messstelle steigt oder fällt, ändert sich die Elektronendichte der beiden Metalle. Diese veränderte Elektronendichte kann an den Drahtenden als veränderte Spannung gemessen werden.

Wer hat´s erfunden?

Der Thermoelektrische Effekt tritt aufgrund der Temperaturänderung ein. Er wird auch als Seebeck-Effekt bezeichnet. Thomas Johann Seebeck war ein deutscher Physiker, der 1821 als erster diesen Effekt dokumentierte.

Die zwei häufigsten Typen an Thermoelementen

Wichtig zu wissen ist, dass alle Thermoelemente einem Altersprozess unterliegen. Man spricht in diesem Fall von einer Drift. Dieser Alterungsprozess ist nicht reversibel und kann nicht vorhergesagt werden. In Folge dessen werden die Messungen mit der Zeit ungenauer.

Bei Thermoelemente unterscheidet man unterschiedliche Typen. Die verschiedenen Metallpaarungen und deren Messgenauigkeiten sind in der IEC Norm 60584 festgehalten.

Die beiden am häufigsten verwendeten Typen möchte ich an dieser Stelle einmal kurz vorstellen.

Thermoelement Typ K:

NiCr – Ni 

Bestehend aus: Nickel – Chrom Legierung / Nickel

Temperaturbereich: -40°C bis +1200°C

IEC Farbcode: grün – weiß

Thermoelement Typ J:

Fe – CuNi

Bestehend aus: Eisen / Kupfer – Nickel Legierung

Temperaturbereich: -40°C bis +750°C

IEC Farbcode: schwarz – weiß

Thermoausgleichsleitungen in Energieketten:

Für Anwendungen in Energieketten gibt es im chainflex® Leitungsprogramm die CFTHERMO Serie. Diese Thermoausgleichleitungen erfüllen alle laut IEC Norm geforderten Eigenschaften an eine Thermoausgleichsleitung.

chainflex® Leitungen werden im hauseigenen Testlabor, zahlreichen Tests unterzogen. So z.B. auch die CFTHERMO.K.001 die erfolgreich mit über 97 Millionen Hüben in der Energiekette getestet wurde.

Thermoausgleichsleitungen, die in e-Ketten eingesetzt werden, finden wir unter anderem bei Kunstoffschweißmaschinen. Hier muss die Temperatur an der Schweißspitze genauestens überwacht werden. Sofern diese Temperatur zu niedrig ist, können die Werkstücke nicht vollständig oder sogar gar nicht miteinander verbunden werden. Bei zu hohen Temperaturen besteht die Gefahr, dass die Werkstücke verformt oder beschädigt werden.

Haben Sie Fragen zu unserem Angebot rund um Thermoausgleichsleitungen? Sprechen Sie uns gerne an. Wir helfen Ihnen, die passende Leitung zu finden.