Die Temperaturmessung ist ein entscheidender Aspekt der Prozesssteuerung in der Industrie. Widerstandsthermometer (RTD) und Thermoelemente (TC) gehören zu den am häufigsten verwendeten Temperatursensoren. Jedes dieser Sensoren hat sein eigenes Funktionsprinzip, seinen eigenen Messbereich und seine eigenen Eigenschaften. Ein umfassendes Verständnis ihrer Merkmale hilft, Unklarheiten zu beseitigen und fundierte Entscheidungen in der Prozesssteuerung zu treffen. Beispielsweise stellt sich die Frage, wie man einen Ersatz wählt, wenn ein RTD ausgetauscht werden muss: Ist ein anderes Widerstandsthermometer ausreichend oder ein Thermoelement besser geeignet?
RTD (Widerstandsthermometer)
RTDs (Widerstandsthermometer) basieren auf dem Prinzip, dass sich der elektrische Widerstand eines Metalls mit der Temperatur ändert. Typischerweise aus Platin gefertigt, zeigt ein RTD vom Typ Pt100 einen vorhersehbaren und nahezu linearen Zusammenhang zwischen Widerstand und Temperatur, wobei 100 Ω 0 °C entsprechen. Der Anwendungsbereich von RTDs liegt zwischen -200 °C und 850 °C. Bei Messungen im Bereich von 600 °C lässt sich die Leistung jedoch weiter verbessern.
Thermoelement
Ein Thermoelement misst Temperaturen mithilfe des Seebeck-Effekts. Es besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die an beiden Enden miteinander verbunden sind. Die erzeugte Spannung ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem beheizten Kontaktpunkt (an dem die Messung erfolgt) und dem kalten Kontaktpunkt (der konstant auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird). Je nach Materialkombination lassen sich Thermoelemente in verschiedene Kategorien einteilen, die ihren Temperaturbereich und ihre Empfindlichkeit beeinflussen. Beispielsweise eignet sich der Typ K (NiCr-NiSi) für Anwendungen bis ca. 1200 °C, während der Typ S (Pt10%Rh-Pt) Messungen bis zu 1600 °C ermöglicht.
Vergleich
Messbereich:RTDs sind hauptsächlich im Temperaturbereich von -200 bis 600 °C effektiv. Thermoelemente eignen sich je nach Skalierung für obere Extremtemperaturen von 800 bis 1800 °C, werden jedoch im Allgemeinen nicht für Messungen unter 0 °C empfohlen.
Kosten:Gängige Thermoelementtypen sind in der Regel günstiger als RTDs. Hochwertige Thermoelemente aus Edelmetallen können jedoch kostspielig sein, und ihr Preis kann mit den Schwankungen des Edelmetallmarktes variieren.
Genauigkeit:RTDs zeichnen sich durch hohe Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit aus und liefern präzise Temperaturmesswerte für Anwendungen mit strengen Temperaturvorgaben. Thermoelemente sind im Allgemeinen weniger genau als RTDs und im Tieftemperaturbereich (< 300 °C) weniger geeignet. Eine feinere Skaleneinteilung würde die Genauigkeit verbessern.
Ansprechzeit:Das Thermoelement hat im Vergleich zum RTD eine schnellere Reaktionszeit und ist daher in dynamischen Prozessanwendungen, bei denen sich die Temperatur schnell ändert, robuster.
Ausgabe:Der Widerstandsausgang von RTDs weist im Allgemeinen eine bessere Langzeitstabilität und Linearität auf als das Spannungssignal von Thermoelementen. Die Ausgänge beider Temperatursensortypen können in ein 4–20 mA Stromsignal umgewandelt und für intelligente Kommunikationsanwendungen genutzt werden.
Aus den obigen Informationen lässt sich schließen, dass der entscheidende Faktor bei der Auswahl zwischen RTD und Thermoelement der zu messende Betriebstemperaturbereich ist. RTDs sind aufgrund ihrer überlegenen Leistung im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich die bevorzugten Sensoren, während Thermoelemente bei höheren Temperaturen über 800 °C gut geeignet sind. Um auf das Thema zurückzukommen: Sofern keine Anpassung oder Abweichung der Prozessbetriebstemperatur erfolgt, ist es unwahrscheinlich, dass der Austausch eines Thermoelements gegenüber der ursprünglichen RTD-Anwendung zu einem signifikanten Vorteil oder einer Verbesserung führt. Kontaktieren Sie uns gerne.Shanghai WangyuanSollten Sie weitere Bedenken oder Forderungen bezüglich RTD & TR haben.
Veröffentlichungsdatum: 30. Dezember 2024