Thermoausgleichsleitung

Die Verbindung zwischen Thermoelement und Messgerät

Thermoausgleichsleitungen sind eine unverzichtbare Verbindung zwischen Thermoelement und Messgerät. Sie sorgen dafür, dass Temperaturmessungen auch über größere Distanzen präzise und unverfälscht übertragen werden. Doch was genau ist eine Thermoausgleichsleitung, wie funktioniert sie und worauf kommt es bei Anwendungen in Energieketten an?

Was ist eine Thermoausgleichsleitung?

Eine Thermoausgleichsleitung verbindet ein Thermoelement mit einer Mess- oder Auswerteeinheit. Ihre zentrale Aufgabe besteht darin, das vom Thermoelement erzeugte Spannungssignal möglichst exakt zum Messgerät zu übertragen.

Das Besondere: Die Leiterwerkstoffe einer Thermoausgleichsleitung müssen auf den jeweiligen Thermoelementtyp abgestimmt sein. Andernfalls entstehen zusätzliche Thermospannungen, die das Messergebnis verfälschen können.

Kurz gesagt: Ohne die passende Thermoausgleichsleitung wäre eine präzise Temperaturmessung oft nicht möglich.

Definition

Eine Thermoausgleichsleitung ist eine spezielle Anschlussleitung für Thermoelemente. Sie besteht aus Werkstoffen mit den gleichen oder vergleichbaren thermoelektrischen Eigenschaften wie das verwendete Thermoelement und verhindert dadurch Messfehler durch unerwünschte Thermospannungen.

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Warum sind Thermoausgleichsleitungen notwendig?

Da Thermoelemente auf kleinste Spannungsänderungen reagieren, können bereits ungeeignete Leitungen zu Messfehlern führen.

Würde beispielsweise eine normale Kupferleitung verwendet, könnten zusätzliche Kontaktstellen neue Thermospannungen erzeugen.

Die Folgen:

verfälschte Messergebnisse
ungenaue Temperaturregelung
Qualitätsprobleme im Prozess
erhöhter Ausschuss

Deshalb müssen Thermoausgleichsleitungen exakt auf den Typ des Thermoelements abgestimmt werden.

Was ist ein Thermoelement?

Ein Thermoelement ist ein Sensor zur Temperaturmessung, der insbesondere bei hohen Temperaturen eingesetzt wird.

Während viele andere Temperaturfühler bei hohen Temperaturen an ihre Grenzen stoßen, arbeiten Thermoelemente zuverlässig bei Temperaturen von mehreren hundert bis über 1.000 °C.

Aufbau eines Thermoelements

Ein Thermoelement besteht aus:

zwei unterschiedlichen Metallleitern
einer Messstelle, an der beide Metalle verbunden sind
einer angeschlossenen Messeinrichtung

In industriellen Anwendungen werden die Metalle meist verschweißt, um eine hohe Vibrationsfestigkeit zu erreichen.

Wie funktioniert ein Thermoelement?

Die Funktion basiert auf dem sogenannten Seebeck-Effekt.

Werden zwei unterschiedliche Metalle miteinander verbunden und einer Temperaturänderung ausgesetzt, entsteht eine elektrische Spannung. Diese Spannung verändert sich abhängig von der Temperatur.

Das Messgerät wertet diese Spannungsänderung aus und berechnet daraus die tatsächliche Temperatur.

Der Seebeck-Effekt einfach erklärt

Steigt oder fällt die Temperatur an der Messstelle, verändert sich die Elektronendichte in den beiden Metallen unterschiedlich stark.

Dadurch entsteht eine messbare elektrische Spannung.

Diese Spannung:

steigt bei höheren Temperaturen
sinkt bei niedrigeren Temperaturen
dient als Grundlage für die Temperaturmessung

Der Effekt wurde bereits 1821 vom deutschen Physiker Thomas Johann Seebeck beschrieben und trägt deshalb seinen Namen.

Die häufigsten Thermoelement-Typen

Die verschiedenen Thermoelemente sind in der Norm IEC 60584 definiert.

Thermoelement Typ K

Werkstoffe: Nickel-Chrom (NiCr) / Nickel (Ni)

Temperaturbereich: -40 °C bis +1.200 °C

IEC-Farbcode: Grün / Weiß

Vorteile:

sehr großer Temperaturbereich
hohe Verfügbarkeit
robuste industrielle Anwendung

Aufbau eines Thermoelements

Ein Thermoelement besteht aus:

zwei unterschiedlichen Metallleitern
einer Messstelle, an der beide Metalle verbunden sind
einer angeschlossenen Messeinrichtung

In industriellen Anwendungen werden die Metalle meist verschweißt, um eine hohe Vibrationsfestigkeit zu erreichen.

Wie funktioniert ein Thermoelement?

Die Funktion basiert auf dem sogenannten Seebeck-Effekt.

Werden zwei unterschiedliche Metalle miteinander verbunden und einer Temperaturänderung ausgesetzt, entsteht eine elektrische Spannung. Diese Spannung verändert sich abhängig von der Temperatur.

Das Messgerät wertet diese Spannungsänderung aus und berechnet daraus die tatsächliche Temperatur.

Die häufigsten Thermoelement-Typen

Die verschiedenen Thermoelemente sind in der Norm IEC 60584 definiert.

	Thermoelement Typ K	Thermoelement Typ J	Thermoelement Typ N
Werkstoffe	Nickel-Chrom (NiCr) / Nickel (Ni)	Eisen (Fe) / Kupfer-Nickel (CuNi)	Nickel-Chrom-Silizium (NiCrSi) / Nickel-Silizium (NiSi)
Temperaturbereich	-40 °C bis +1.200 °C	-40 °C bis +750 °C	-200 °C bis +1300 °C
IEC-Farbcode	Grün / Weiß	Schwarz / Weiß	Rosa / weiß

Wo werden Thermoausgleichsleitungen eingesetzt?

Thermoausgleichsleitungen kommen überall dort zum Einsatz, wo Temperaturen zuverlässig überwacht und geregelt werden müssen.

Typische Anwendungsbereiche sind:

Spritzgussmaschinen
Kunststoffschweißanlagen
Extrusionsanlagen
Industrieöfen
Verpackungsmaschinen
Prozessindustrie
Chemische Anlagen
Lebensmittelproduktion

Beispiel: Spritzgussmaschinen

Bei der Herstellung von Kunststoffteilen müssen Temperaturen permanent kontrolliert werden. Bereits geringe Temperaturabweichungen können die Qualität des Endprodukts beeinflussen.

Hier übernehmen Thermoelemente die Temperaturmessung. Die Thermoausgleichsleitung überträgt dabei das Messsignal sicher an die Steuerung oder das Messgerät.

Thermoausgleichsleitungen für bewegte Anwendungen

n vielen Maschinen ist die Leitung nicht statisch verlegt, sondern dauerhaft in Bewegung.

Besonders häufig tritt dies in:

Energieketten
Robotern
Handlingsystemen
Schweißanlagen
Spritzgussmaschinen

auf.

Normale Thermoausgleichsleitungen stoßen hier häufig an ihre Grenzen:

Leiterbruch
Mantelrisse
Signalstörungen
ungeplante Maschinenstillstände

Für diese anspruchsvollen Anwendungen werden speziell entwickelte Thermoleitungen benötigt.

CFTHERMO von igus: Thermoausgleichsleitungen für die Energiekette

Mit der chainflex CFTHERMO-Serie bietet igus speziell für bewegte Anwendungen entwickelte Thermoausgleichsleitungen an.

Die Leitungen erfüllen die Anforderungen an Thermoausgleichsleitungen gemäß IEC-Norm und wurden gezielt für den Dauereinsatz in Energieketten entwickelt.

Die wichtigsten Vorteile der CFTHERMO auf einen Blick

✅ Speziell für Energieketten entwickelt

✅ Für dauerhafte Bewegung ausgelegt

✅ Hohe Messgenauigkeit

✅ Passend für verschiedene Thermoelement-Typen

✅ Umfangreich im Testlabor geprüft

✅ Lange Lebensdauer

✅ Weniger Maschinenstillstände

✅ Unterstützung bei Auslegung und Auswahl

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Was macht CFTHERMO besser?

Für Millionen von Bewegungszyklen ausgelegt

Während viele Standardleitungen für die feste Verlegung konzipiert sind, wurden die chainflex® CFTHERMO-Leitungen speziell für dauerhafte Bewegung entwickelt.

Vorteile: