Die Temperaturmessung ist ein kritischer Aspekt der Prozesssteuerung in der Industrie. Widerstandstemperaturfühler (RTD) und Thermoelemente (TC) gehören zu den am häufigsten verwendeten Temperatursensoren. Jeder von ihnen verfügt über ein eigenes Funktionsprinzip, einen eigenen Messbereich und eigene Funktionen. Ein umfassendes Verständnis ihrer Eigenschaften trägt dazu bei, Zweifel auszuräumen und fundierte Entscheidungen zur Prozesssteuerung zu treffen. So stellt sich beispielsweise die Frage nach der Wahl eines Ersatzes für ein vorhandenes RTD-Gerät: Wäre ein anderer thermischer Widerstand ausreichend oder wäre ein Thermoelement besser?
RTD (Widerstandstemperaturfühler)
RTDs basieren auf dem Prinzip, dass sich der elektrische Widerstand eines Metallmaterials mit der Temperatur ändert. Der typischerweise aus Platin gefertigte RTD Pt100 weist eine vorhersehbare und nahezu lineare Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur auf, wobei 100 Ω 0 °C entsprechen. Der anwendbare Temperaturbereich des RTDs liegt zwischen -200 °C und 850 °C. Liegt der Messbereich jedoch innerhalb von 600 °C, kann seine Leistung weiter verbessert werden.
Thermoelement
Ein Thermoelement ist ein Gerät zur Temperaturmessung mittels Seebeck-Effekt. Es besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die an den Enden miteinander verbunden sind. Es wird eine Spannung erzeugt, die proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der beheizten Messstelle (an der gemessen wird) und der kalten Messstelle (konstant niedrigere Temperatur) ist. Je nach Materialkombination lassen sich Thermoelemente in verschiedene Kategorien einteilen, die sich auf ihren Temperaturbereich und ihre Empfindlichkeit auswirken. Beispielsweise eignet sich Typ K (NiCr-NiSi) für Anwendungen bis ca. 1200 °C, während Typ S (Pt10%Rh-Pt) Messungen bis 1600 °C ermöglicht.
Vergleich
Messbereich:RTDs sind meist in einem Bereich von -200 bis 600 °C wirksam. Thermoelemente eignen sich je nach Graduierung für Temperaturen zwischen 800 und 1800 °C, werden jedoch generell nicht für Messungen unter 0 °C empfohlen.
Kosten:Gängige Thermoelementtypen sind in der Regel günstiger als RTDs. Hochwertige Thermoelement-Abstufungen aus Edelmetallen können jedoch kostspielig sein, und ihre Kosten schwanken je nach Edelmetallmarkt.
Genauigkeit:RTDs zeichnen sich durch hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit aus und liefern präzise Temperaturmesswerte für Anwendungen mit strenger Temperaturkontrolle. Thermoelemente sind im Allgemeinen weniger genau als RTDs und eignen sich nicht besonders gut für niedrige Temperaturbereiche (<300 °C). Höhere Abstufungen hätten die Präzision verbessert.
Ansprechzeit:Thermoelemente weisen im Vergleich zu RTD eine schnellere Reaktionszeit auf und sind daher bei dynamischen Prozessanwendungen mit schnellen Temperaturänderungen widerstandsfähiger.
Ausgabe:Der Widerstandsausgang von RTDs weist in der Regel eine bessere Langzeitstabilität und Linearität auf als das Spannungssignal eines Thermoelements. Die Ausgänge beider Temperatursensortypen können in ein 4–20-mA-Stromsignal umgewandelt und mit intelligenter Kommunikation genutzt werden.
Aus den obigen Informationen lässt sich schließen, dass der entscheidende Faktor für die Wahl zwischen RTD und Thermoelement der zu messende Betriebstemperaturbereich ist. RTD ist aufgrund seiner überlegenen Leistung der bevorzugte Sensor im unteren bis mittleren Temperaturbereich, während Thermoelemente bei höheren Temperaturen über 800 °C eher leistungsfähig sind. Zurück zum Thema: Sofern keine Anpassung oder Abweichung der Prozessbetriebstemperatur erfolgt, ist der Austausch eines Thermoelements unwahrscheinlich, dass er einen signifikanten Vorteil oder eine Verbesserung gegenüber dem ursprünglichen RTD-Anwendungsfall bringt. Kontaktieren Sie uns gerne.Shanghai Wangyuanwenn es sonstige Anliegen oder Anforderungen bezüglich RTD & TR gibt.
Veröffentlichungszeit: 30. Dezember 2024