Mineralisolierte Hochtemperatur Thermoelemente bis 2300°C

Mineralisolierte Mantelthermoelemente für den Hochtemperaturbereich werden in der Industrie und Forschung zur Messung sehr hoher Temperaturen z.T. unter besonders schwierigen Bedingungen eingesetzt. Die Auswahl des jeweiligen Thermoelements wird dabei durch die Umgebungseinflüsse, Temperaturanforderungen und der mechanischen Beanspruchung maßgeblich beeinflusst. Das Thermopaar (Innenadern), sowie das Mantelmaterial bestehen bei mineralisolierte Hochtemperatur-Thermoelemente aus qualitativ hochwertigen Edelmetallen. Diese sind, bis auf wenige Ausführungen, grundsätzlich biegsam und können je nach Beschaffenheit Temperaturen von bis zu 2300°C messen. Dabei bieten Sie die gewohnten Vorteile einer hohen Messgenauigkeit, kurzen Ansprechzeiten, sowie eine langen Lebensdauer. Ein unentbehrliches Produkt mit einer großen Anwendungsvielfalt in Industrie und Forschung.

Typische Anwendungsbeispiele

  • Luft- und Raumfahrt
  • Petrochemische Industrie
  • Wissenschaftlicher Apparatebau
  • Laser- und Plasmaforschung
  • Medizintechnik
  • Chemische/Thermische Reaktionen
  • Temperaturmessung in Brennkammern
  • Gas-Chromatographen
  • Vakuumkammern und Öfen
  • Beschichtungsverfahren
  • Analysetechnik und Forschung

Zur Auswahl im Hochtemperaturbereich für Thermoelemente stehen eine Reihe von unterschiedlichen Typen nach DIN EN 60584. Für die Auswahl des Typs sind unter anderem der Temperaturbereich und die Grenzabweichung von entscheidender Bedeutung.

 
    
FarbcodeTypInnenader / Thermopaar + / –Anwendungstemperaturbereich
ssTyp SPlatin-Rhodium10% / Platin0 bis 1600°C
ssTyp RPlatin-Rhodium13% / Platin0 bis 1600°C
bbTyp BPlatin-Rhodium30% / Platin-Rhodium 6%800 bis 1700°C
ddTYP CWolfram-5%Rhenium / Wolfram-26%Rhenium0 bis 2315°C
ccTYP AWolfram-5%Rhenium / Wolfram-20%Rhenium0 bis 2300°C
    

Der Auswahl des Mantelwerkstoffes bei Mantelthermoelementen kommt eine zentrale Bedeutung zu, er schütz die Messstelle und das Thermopaar vor äußeren Einflüssen. Im Hochtemperaturbereich herrschen extreme Temperaturen und eine hohe Wechselwirkung zwischen Mantelmaterial, Temperatur, Atmosphäre und Einsatzgebiet.

Insbesondere bei Hochtemperatur Thermoelementen Typ A und Typ C, in inerter, reduzierender oder oxidierender Atmosphäre, werden spezifische Mantelwerkstoffe für den jeweiligen Anwendungsfall benötigt. Die richtige Ausführung erhöht die Beständigkeit und somit auch die Lebensdauer des Thermoelements.

Bei der Auswahl des richtigen Mantelwerkstoffes bei Thermoelementen für den Hochtemperaturbereich ist zu beachten, dass einige Mantelwerkstoffe in Ihrer Ausführung flexibel und biegsam, andere nur in starrer Ausführung eingesetzt werden können. Gerne helfen wir Ihnen eine Lösung für Ihren Anwendungsfall zu entwickeln.

 
MantelmaterialAnwendungs-temperaturbereichMinimaler BiegeradiusEinsatzgebiete
Inconel600 (I)0 bis 750°C5x DurchmesserInerte und oxidierende Atmosphäre, Vakuum
Platin (PR)0 bis + 1550°C5x DurchmesserInerte und oxidierende Atmosphäre
Tantal (TA)0 bis + 2200°C12x DurchmesserInerte Atmosphäre, Vakuum
Molybdän (MO)0 bis + 2000°CStarre AusführungReduzierende Atmosphäre, Vakkum, Inerte Atmosphäre
Rhenium (RE)0 bis + 2200°CStarre AusführungInerte und oxidierende Atmosphäre
Wolfram (W)*0 bis + 2300°C Vakuum, sehr geringe Ausgasungen
Molybdän, 50% Rhenium *0 bis + 2300°C Inerte-, wasserstoffhaltige-, stickstoffhaltige- und ammoniakhaltige Atmosphäre, Vakuum
    
*Nur auf Anfrage  
 
MantelwerkstoffAußendurchmesser in mm
1,01,51,62,03,2
Platin (PR)xxxxx
Tantal (TA)xxx
Molybdän (MO)xx
Rhenium (RE)xx
Molybdän 50% Rhenium (MR)Auf Anfrage

Hochtemperatur Thermoelemente unterscheiden sich von den herkömmlichen Thermoelementen auch durch die Auswahl des Isolators, d.h. des Isolationsmaterials. Gewöhnlich wird bei Thermoelementen bis 1300°C Magnesiumoxid als Isolation zwischen dem Thermopaar und dem Mantel des Thermoelements verwendet. Magnesiumoxid wie auch Aluminiumoxid zeigen jedoch bei steigender Temperaturen einen sinkenden Isolationswiderstand und eine verringerte Duktilität auf. Bei Hochtemperatur Thermoelementen Typ A und Typ C werden gerne Hafniumoxid und Berylliumoxid als Isolationsmaterial bis Temperaturen von 2500°C verwendet.

Hafniumoxid als Isolationsmaterial in Hochtemperatur Thermoelementen neigt dazu eher grobkörnig zu sein. Seine Duktilität gegenüber Berylliumoxid ist geringer, weshalb der Werkstoff gern für Hochtemperatur Thermoelementen in starren Ausführungen verwendet wird. Berylliumoxid als Isolator bei Hochtemperaturthermoelementen eignet sich hingegen sehr gut bei flexiblen Ausführungen.

 
TypMaterial-BezeichungAnwendungs-TemperaurbereichEigenschaften
    
MgOMagnesiumoxid0 bis 1600°Csehr hygroskopisch, gängiges Isolationsmaterial in Mantelthermoelementen. Bei hohen Temperatuen nur begrenztes Widerstandsverhalten
AL2O3Aluminiumoxid0 bis 1550°CSehr gutes Anwendungsverhalten unter Einsatz von Platin
HFO2Hafniumoxid0 bis 2200°CGute Eigenschaften bei Hochtemperatur, sehr gute Alternative zu Berrylliumoxid, nicht toxisch, jedoch mit schlechten Biegeeigenschaften
BeO*Berrylliumoxid0 bis 2200°CSehr gute Leitfähigkeit im Hochtemperturbereich, sehr gutes Widerstandsverhalten
    
*Bei Einsatz von Berryliumoxid ist Vorsicht geboten. Berrylliumoxid gilt als toxisches Material. Ein falscher oder nicht fachgerechter Umgang kann zu gesundheitlichen Problemen füŸhren

Unisolierte Feindrähte bestehen aus einem Plus-Schenkel und einem Minus-Schenkel eines Thermopaares. Sie sind in Thermopaaren der Typen Typ S, Typ B, Typ R, Typ C und Typ A verfügbar. Die Drahtstärke der  Thermopaare ist in den Stärken 0,25mm, 0,35mm, 0,51mm und 0,81mm verfügbar. Die jeweiligen Schenkel sind dabei separat auf Rolle gewickelt und können in individuellen längen zur Verfügung gestellt werden. Die Feindrähte entsprechen dabei den Thermopaaren der DIN EN 60584.

 
TypThermopaar + / –Drahtdurchmesser in mm   
  0,250,350,510,81
Typ SPlatin-Rhodium10% / Platinxxxx
Typ RPlatin-Rhodium13% / Platinxxxx
Typ BPlatin-Rhodium30% / Platin-Rhodium 6%xxxx
TYP CWolfram-5%Rhenium / Wolfram-26%Rheniumxxxx
TYP AWolfram-5%Rhenium / Wolfram-20%Rheniumxxxx