Oft ist es wünschenswert, einen Thermoelement Sonde, als Teil eines sehr langen Stromkreises vom Sensor selbst zu einer entfernten Referenzeinheit und/oder einem Messgerät. Dennoch würden wir die Kosten für hohe Spezifikationen vermeiden Thermoelementkabel auf lange Sicht.
Der Anschluss eines günstigeren Kabels wäre ideal, muss aber ohne besondere Sorgfalt erfolgen, da die Temperatur an der Anschlussstelle bekannt sein muss. Beim Anschluss von Thermoelementen an Messgeräte ist unbedingt ein Kabel mit der gleichen elektromotorischen Leistung wie das Thermoelement zu verwenden, da sonst an diesen Stellen Störspannungen entstehen. Die beste Lösung ist die Verwendung des gleichen Materials wie das Thermoelement (Verlängerungskabel). Die Toleranzen hierfür sind in den folgenden Tabellen aufgeführt.
Eine kostengünstigere Alternative ist die Verwendung von Ausgleichsleitungen, deren Legierungen sich von denen des Thermoelements unterscheiden, die aber über einen begrenzten Temperaturbereich die gleiche Leistung erbringen. Ausgleichs- und Dehnungsleitungen werden im blankgeglühten Zustand geliefert.
Damit dies möglich ist, dürfen die thermoelektrischen Eigenschaften des zusätzlichen Leiters nicht zu stark von denen des Thermoelements selbst abweichen. Verlängerungs- und Ausgleichskabel bieten eine praktische und kostengünstige Lösung – jedes mit seinen Vor- und Nachteilen. Verlängerungskabel verwenden Drähte mit nominell demselben Leiter wie das Thermoelement selbst und weisen daher ähnliche thermoelektrische Eigenschaften auf, ohne dass Anschlussprobleme auftreten.
Der durch hohe Temperaturen im Anschlusskasten entstehende Fehler bei der Anpassung ist wahrscheinlich relativ gering. Diese Kabel sind zwar günstiger als Thermoelementleitungen, jedoch nicht billig, und werden üblicherweise in einer praktischen Form für den Transport über große Entfernungen hergestellt, typischerweise als flexible Leitungen oder mehradrige Kabel. Sie werden für höchste Genauigkeit empfohlen.
Kompensationskabel hingegen sind weniger präzise, aber günstiger. Sie nutzen unterschiedliche, relativ kostengünstige Leitermaterialien, deren Netto-Thermoelement zwar nicht so präzise wiedergegeben wird wie Verlängerungskabel. Die Kombination liefert zwar ähnliche Ergebnisse wie das Thermoelement, der Betriebstemperaturbereich muss jedoch eingeschränkt werden, um den Fehlanpassungsfehler akzeptabel gering zu halten.
Isolierung
Die im Kabel verwendete Isolierung ist:
- PVC
- PTFE
- GLASFASER
- Silikonkautschuk
- Feuerbeständiges Glimmerkabel
PVC
Es ist günstiger als andere und wird im Temperaturbereich von 30 °C bis 105 °C eingesetzt. Es ist in verdrillter, flacher und mehradriger Ausführung erhältlich. Es gibt verschiedene Optionen – mit Reißleine, PVC-ummantelt, geschirmt, mit Kupferdrahtableitung oder stahldrahtarmierter Ausführung – wobei der Leiter massiv oder mehrdrähtig sein kann.
PTFE
Es wird für hohe Temperaturen von 273 °C bis 250 °C oder kurzzeitig bis 300 °C eingesetzt. Es ist in verdrillter, flacher und mehrpaariger Ausführung erhältlich, jedoch nicht in stahldrahtarmierter Ausführung. Es widersteht praktisch allen bekannten Chemikalien, Ölen und Flüssigkeiten. Das Kabel ist vollständig extrudiert und daher gas-, dampf- und wasserdicht. Daher eignet es sich hervorragend für Anwendungen wie Autoklaven oder Sterilisatoren.
Glasfaser
Es wird für höhere Temperaturen verwendet. Es ist für Temperaturen von 50 °C bis 400 °C geeignet, in einigen Fällen sogar bis 800 °C. Einzel- und Mehrpaarvarianten sind in Flach- und verdrillter Ausführung mit vielen Optionen erhältlich. Keramikfaserkabel werden bis 1400 °C eingesetzt und eignen sich für den Einsatz bei normaler Lufttemperatur, bei der die Möglichkeit einer Hotspot-Bildung besteht, die Kabel mit niedrigerer Nennleistung wie PVC beschädigen könnte.
Silikonkautschuk
Hervorragende Flammenausbreitungseigenschaften durch den Einsatz flammhemmender Silikonkautschukmischungen. Geeignet für Anwendungen mit Brandgefahr. Ideal für Anwendungen, bei denen kurzzeitige Temperaturschwankungen auftreten, die andere Kabel unflexibel und spröde machen würden.
Feuerbeständiges Glimmerkabel
Temperaturbeständig bis 750 °C für mindestens drei Stunden gemäß Flammtestanforderung. Unverzichtbar für Situationen, in denen die Funktionsfähigkeit des Kabels auch bei einem Großbrand von strategischer Bedeutung ist. Das Kabel besteht aus einem hochtemperaturbeständigen MICA-Glasband mit XLPE-Isolierung an den Adern und raucharmem Material an der Einbettung und/oder dem Außenmantel. Das verwendete Mantelmaterial ist halogenfrei.
Farbcodierung und Spezifikation
Verlängerungskabel & Ausgleichskabel Thermoelemente werden zur besseren Identifizierung des gesamten Stromkreises durch Farbcodes und Buchstaben gekennzeichnet. Obwohl die Codes früher von Land zu Land unterschiedlich waren, wurde für alle Standard-Thermoelemente eine einheitliche Farbcodierung eingeführt. BS 4937 Teil 30 (1993) legt die Codierungsstandards fest. Hierbei gibt es keinen Unterschied zwischen Verlängerungs- und Ausgleichsleitungen hinsichtlich der Farbcodierung. Bei Ausgleichsleitungen wird die verwendete Legierung durch KCA und KCB unterschieden.
Gepanzertes, flammhemmendes PVC
Gepanzertes, flammhemmendes PVC ist besonders nützlich, wenn mehrere Thermoelementsignale zum Gerät zurückgeführt werden müssen. Alle Kabel verfügen über isolierte Adern, Bettung und Mantel aus flammhemmendem PVC, das die Flammenausbreitung effektiv reduziert. Die mechanischen Eigenschaften dieser Kabel erfüllen die Anforderungen der Norm BS EN 60811:1995.
Nicht gepanzertes, flammhemmendes PVC
Nicht gepanzertes, flammhemmendes PVC ist besonders nützlich, wenn mehrere Thermoelementsignale zum Gerät zurückgeführt werden müssen. Alle Kabel verfügen über isolierte Adern, Bettung und Mantel aus flammhemmendem PVC, das die Flammenausbreitung effektiv reduziert. Die mechanischen Eigenschaften dieser Kabel erfüllen die Anforderungen der Norm BS EN 60811:1995.
Verlängerungsleitungen und Ausgleichskabel aus unedlen Metallen – Typen und Toleranzen
Toleranzen für Thermoelementdrähte
Die in den Tabellen angegebenen Werte beziehen sich auf die in der letzten Spalte angegebene Messstellentemperatur. In den meisten Fällen ist der in Grad Celsius ausgedrückte Fehler bei niedrigeren Temperaturen größer. Thermoelement-Verbindung Temperaturen.
Notiz:
- Der Temperaturbereich des Kabels kann aufgrund der durch das Isoliermaterial bedingten Temperaturbegrenzung auf niedrigere Werte als in der Tabelle angegeben beschränkt sein.
- Ein Kabel, das aus zwei Kupferleitern besteht, kann verwendet werden mit Thermoelement vom Typ B. Die zu erwartende maximale zusätzliche Abweichung innerhalb des Kabeltemperaturbereichs von 0 °C bis 100 °C beträgt 40 µV. Das Temperaturäquivalent beträgt 3,5 °C, wenn die Messstelle des Thermoelements bei 1400 °C liegt.
