termoelement

lekman123
Inlägg: 138
Blev medlem: 19 februari 2011, 07:07:34
Ort: Ekshärad

termoelement

Inlägg av lekman123 »

Hej
JAg har sett ett termoelement, där man är intresserade att mäta temperaturen på ytan av en metallbit, där man låtit svetsa fast de två trådarna (i varma lödstället) mot provytan istället för att svetsa trådarna ihop med varandra. Det innebär ju att man blandar in ett tredje material i termoelementet. Kan detta vara OK. ÄR det OK att svetsa termoelementets trådar mot sin provyta, med ett avstånd mellan dem. Blir det en OK mätning då?

/Lars
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: termoelement

Inlägg av Icecap »

Resultatet blir ju två termoelementer i serie men om mellanmaterialen är samma vid båda svetspunkter ska det fungera lika bra för det.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24592
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: termoelement

Inlägg av Henry »

Men om det är annat material så bör det bli mätfel som ev kan gå att kompensera bort men kan bli en hel del bök med det.
lekman123
Inlägg: 138
Blev medlem: 19 februari 2011, 07:07:34
Ort: Ekshärad

Re: termoelement

Inlägg av lekman123 »

De två trådarna är båda svetsade mot/på samma stålbit. Det är alltså samma material, och samma stycke, som de sitter på.

Jag läste nånstans att det som är viktigt, är att båda trådändarna hålls på samma potential, och detta kriteriet är ju uppfyllt, förutsatt det inte finns en massa segringar i stålet. Spänningskillnaderna som man mäter ska uppstå av attt det är olika temperatur i mättrådarnas ändar, vid kalla o varma änden. Även absolut temperaturnivå ska påverka o man kan ju förstå att om man stoppar in det kalla lödstället i en ugns, så påverkas mätningen.

/Lars
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24592
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: termoelement

Inlägg av Henry »

Menar som så att om inte grundmaterialet är det samma som termoelementtrådarna så kommer då den kopplingen att ge en annan spänning då det blir en juction mellan ena tråden och materialet och den andra tråden och materialet. Detta måste då motkompenseras för att få det riktiga värdet som eftersöks om man strikt vill ha tex Temp-K värde och Temp-K + RF värde tex.
Nerre
Inlägg: 27201
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: termoelement

Inlägg av Nerre »

Som jag förstått det tar de ut varandra.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: termoelement

Inlägg av Icecap »

Jepp Nerre, så länge "mittmaterialen" är det samma och de är lika varma i båda punkter tar de ut varandra så att mätningen blir korrekt.

Sedan är det fråga om det är störningar, jag ogillar störningar mitt i mätpunkten.
Användarvisningsbild
mri
Inlägg: 1165
Blev medlem: 15 mars 2007, 13:20:50
Ort: Jakobstad, Finland
Kontakt:

Re: termoelement

Inlägg av mri »

Håller med föregående talare såvida den extra metallen är homogen vad gäller termoelektriska egenskaper. Bäst är det att "mätpunkten" eller rättare sagt mätområdet är s.k. isothermal. Då spelar det ingen roll vadför junk metall som finns i serie med det egentliga termoelementet, eftersom en metall som hålls så att inga temperaturgradienter förekommer inte kommer att producera någon termoelektrisk spänning.

Sen kan man ju ha åsikter på om den metod som beskrivits ger ett bra mätvärde för yttemperaturen. Det beror ju på omständigheterna, men jag föreställer mig att just gränssnittet mellan metallen vars yta man vill mäta och omgivande luft (om det nu är luft) har en kraftig temperaturgradient som hamnar just över det område som borde ha så jämn temperatur som möjligt för att termoelement mätningen skall vara noggrann.
lekman123
Inlägg: 138
Blev medlem: 19 februari 2011, 07:07:34
Ort: Ekshärad

Re: termoelement

Inlägg av lekman123 »

Det är stålbitens yttemp vi är intresserade av o inte luftens temp just ovanför ytan och i princip är väl termoelementets sammansättning störd/uppblandad med nåt annat, just där man vill mäta? Frågan är om det har en praktisk betydelse. Nån (här på jobbet) har föreslagit att genom att dra isär de två svetspunkterna så kan vi få ett medelvärde av temperaturen på bitens yta, och ja, så kanske det blir?

En annan sak som definitivt komplicerar saken, är att vi värmer testbiten induktivt (och det är detta vi vill kunna mäta, registrera). Måste ju vara jätteviktigt att inte K-elementets trådar själva värms upp ....-induktivt..

/Lars
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26635
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: termoelement

Inlägg av Icecap »

Det är inte sant att det ger ett medelvärde vid att dra isär mätpunkterna. Ni får i realiteten två mätpunkter och slutresultatet är deras värden, Alltså punkt A + Punkt B. Hur det är mellan A och B har ni ingen aning om.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24592
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: termoelement

Inlägg av Henry »

Jag tänker så här att ett termoelement ju innehåller 2 olika legeringar alumel och cromel. Kontaktpunkten för tex cromel mot underliggande okända material borde, som jag ser det, ge en annan Seebeck spänning än kontakten mellan samma underliggande material och alumel eftersom det är olika material, eller tänker jag helt fel här?

Vet man dock Seebeck spänningen mot underliggande material med de båda legeringarna så kan man förstås absolut mäta på detta vis och då är jag helt överens om så är fallet.
PF013
Inlägg: 324
Blev medlem: 6 december 2007, 08:44:23
Ort: Linköping

Re: termoelement

Inlägg av PF013 »

lekman123 skrev: En annan sak som definitivt komplicerar saken, är att vi värmer testbiten induktivt (och det är detta vi vill kunna mäta, registrera). Måste ju vara jätteviktigt att inte K-elementets trådar själva värms upp ....-induktivt..

/Lars
Jag tror nog inducerade spänningar i ledarna är ett mycket större problem än att trådarna blir varma...
Användarvisningsbild
mri
Inlägg: 1165
Blev medlem: 15 mars 2007, 13:20:50
Ort: Jakobstad, Finland
Kontakt:

Re: termoelement

Inlägg av mri »

lekman123: Du har helt rätt att "termoelementets sammansättning störd/uppblandad med nåt annat, just där man vill mäta". Det är därför jag pratar om att mätområdet skall vara s.k. isothermal. Försöker man inte åstadkomma ett isothermal mätområde, utan så att säga mäter med svetspunkten kommer man att mäta med den delen av termoelementet som antagligen har sämst nogrannhet pga inhomogenitet (mekanisk deformering, värmechock av svetsningen, inblandning av främmande ämnen, osv.). Man vill mäta med den friska delen av termoelement-tråden, och den finns definitinvt inte i svetspunkten.
Det här är givetvis en teoretisk diskussion från min sida, och det är svårt att säga vilka aspekter kommer att påverka mätnogrannheten mest i ett givet fall. Om ni drar isär svetspunkterna, och förväntar att få ett medelvärde, kan ni inte mera använda Type K ekvationerna för beräkningarna, eftersom ni har förlängt termoelementet med en ny metall, över vilken det finns en temperaturgradient som genererar en okänd termospänning.

Och, även om sensorn är svetsad till metallens ytan, kommer sensorn att påverkas både av omgivande luft och metallens yttemperatur. Antagligen kommer största delen att bestå av metallens yttemperatur, men hur stor del som kommer från luften kan jag inte säga.

Har ni möjlighet att borra ett hål i metallen, för termoelementet, som går parallelt med och just under ytan av metallen?

Vad gäller den induktiva delen vågar jag inte säga något om, jag har ingen erfarenhet av det.


Henry: Tolkar jag dig rätt i att du menar att termospänningen uppstår i övergången mellan två olika metaller? I så fall anser jag du har fel. Termospänningen uppstår utmed ledarens längd, där det finns temperaturskillnader (temperaturgradienter). En enkel tråd av en enda metall ÄR ett termoelement i sig, men det blir oanvändbart som sensor eftersom spänningen som genereras i den är omöjlig att mäta. Därför består en termoelement sensor av två olika metaller, en metall som genererar en positiv spänning, en annan metall som genererar en negativ spänning, för en given temperaturgradient. Dessa två spänningar "drar" då åt olika håll och blir därmed mätbar.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24592
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: termoelement

Inlägg av Henry »

Jag menar inte att övergången som sådan är ett absolut måste för att skapa en termospänning men för praktiska mätändamål behöver det då det inte blir någon mätbar spänning annars med bara en tråd som du nämner. Att sedan ha mätpunkten någon annanstans än vid sammanfogningspunkten ger inte alls samma precision på mätningen då lika mycket värme inte kommer till båda trådarna.

Ändras sammansättningen vid kopplingspunkten, eller legeringen av trådmaterialet, på ett eller annat sätt så tycker jag att även den uppkomna spänningen borde skifta då det har blivit en liten störning i legeringen.

Det behövs givetvis olika spännings differenser för att få en spänning och således är ju också som sagt tex temp-k element uppbyggda av två olika legeringar en plus och en minus. Det blir ju sedan ingen koppling om inte de olika materielen är i kontakt med varandra för att skapa just en spänning som man kan mäta med så jag pratar om kopplingspunkten av ren praktisk anledning då det ju är så de används vid mätsammanhang, inget annat.

Som jag ser det så om man sammanfogar alumel mot tex en bit tråd av järn, eller vad som, och sammanfogar cromel i andra änden och för dessa 2 kopplingspunkter nära varandra och hettar upp båda ändar lika mycket så tror inte jag att man fortfarande har den typiska seeback-spänningen som ett temp-k element normalt har utan en ändring från detta. Hur mycket eller hur lite vet jag däremot ej men någon borde det bli då det hela är lite grand det samma som om an blandat i lite järn i trådmaterialet vid sammafogniongspunkten och jag tycker att det borde göra något om än ev så lite.



Angående TS fråga i första inlägget så om som man satt tex ett temp-k element på ytan av det som skall värmas och i direkt kontakt med det, och har en lite massa, så om elementet värms upp mer än resten så kommer det att kylas av det som det ligger an mot och om det som värms upp blir varmare än sensorn så kommer sensorn att värmas upp av detta vilket skulle kunna skapa en hyfsad jämnvikt. Men att trådarna kan värmas upp av den induktiva värmaren skulle dock kunna skapa problem.
Användarvisningsbild
mri
Inlägg: 1165
Blev medlem: 15 mars 2007, 13:20:50
Ort: Jakobstad, Finland
Kontakt:

Re: termoelement

Inlägg av mri »

"Som jag ser det så om man sammanfogar alumel mot tex en bit tråd av järn, eller vad som, och sammanfogar cromel i andra änden och för dessa 2 kopplingspunkter nära varandra och hettar upp båda ändar lika mycket så tror inte jag att man fortfarande har den typiska seeback-spänningen som ett temp-k element normalt har utan en ändring från detta. Hur mycket eller hur lite vet jag däremot ej men någon borde det bli då det hela är lite grand det samma som om an blandat i lite järn i trådmaterialet vid sammafogniongspunkten och jag tycker att det borde göra något om än ev så lite."

Inte för att jag är en sån som behöver få sista ordet (hoppas jag) och nu börjar vi hamna in på hårklyverier, men:
det som allt handlar om är VAR *temperaturgradienter* finns i systemet.

Om järnförlängningen är homogen, och båda dess ändar hålls på exakt samma temperatur (som du skriver ovan), så skall inte järnförlängningen påverka den totala mätbara termospänningen i slingan.
Om järnförlängningen INTE är homogen, OCH det finns en eller flera temperaturgradienter utmed den, ja då får vi en annan total termospänning, FASTÄN båda dess ändar hålls på exakt samma temperatur.
Och omvänt, om järnförlängningen inte är homogen, men det inte finns några temperaturgradienter utmed den, ja då påverkas inte den totala mätbara termospänningen i slingan.
Skriv svar