Was ist eine Thermometersonde?
Eine Thermometersonde ist ein Metallfühler, der Bestandteil eines Thermometers ist. Die Temperatur wird gemessen, indem die Spitze des Fühlers mit der zu messenden Substanz (z. B. einer Flüssigkeit) in Kontakt gebracht wird.
Es gibt verschiedene Arten von Thermometersensoren, wobei die größte Unterteilung in berührende und berührungslose Sensoren erfolgt.
Zu den berührungslosen Typen gehören Strahlungsthermometer, die die Temperatur auf der Grundlage der abgegebenen Infrarotstrahlung messen und je nach Messprinzip in thermische und Quanten-Typen unterteilt werden.
Zu den Kontaktthermometern gehören Thermistoren, Widerstandsthermometer und Thermoelemente sowie Quecksilber- und Alkoholthermometer.
Anwendungen von Thermometersonden
Thermometersonden werden in der Regel an den Thermometerkörper angeschlossen. Je nach Typ haben sie unterschiedliche Messbereiche, die je nach Anwendung gewählt werden.
Thermistoren haben einen engen Messbereich von -50 °C bis 300 °C, während Widerstandsthermometer einen Messbereich von -200 °C bis 800 °C haben. Thermoelemente haben einen größeren Messbereich von -200 °C bis 2000 °C.
Die Sonde hat eine längliche Form, so dass sie zur Messung der Temperatur von flüssigen Produkten in Lebensmittelfabriken oder zur Messung der Innentemperatur von gefrorenem Fleisch durch Einstechen verwendet werden kann, was die Einhaltung der Hygienekontrollen im Rahmen von HACCP erleichtert.
Funktionsweise von Thermometersonden
Die Funktionsweise einer Thermometersonde hängt von ihrem Typ ab. Thermistoren machen sich die Eigenschaft von Halbleitern zunutze, dass sich ihr Widerstandswert bei Temperaturveränderungen deutlich ändert. Der Widerstandswert steigt bei niedrigen Temperaturen und sinkt bei hohen Temperaturen, aber die Änderungscharakteristik zwischen Temperatur und Widerstand ist nichtlinear. Obwohl sie auch andere Schwächen haben, wie z. B. eine geringe Messgenauigkeit und Anfälligkeit für Erschütterungen, haben sie den Vorteil, dass ihre Empfindlichkeit etwa 10-mal höher ist als die von Platin-Widerstandselementen, und sie werden in der Praxis häufig eingesetzt. Es gibt zwei Arten von temperaturempfindlichen Elementen, NTC und PTC, wobei NTC für Temperaturmessungen und PTC für Temperatursensoren mit konstanter Temperatur usw. verwendet wird.
Eine der Anforderungen an Metalle, die in Widerstandsthermometern verwendet werden, besteht darin, dass das Metall eine gute Linearität zwischen Widerstandswert und Temperatur aufweisen muss, und Platin ist das Metall, das diese Anforderung erfüllt. Platin ist außerdem stabiler und kann in einem größeren Temperaturbereich verwendet werden, hat aber Nachteile wie hohe Kosten und langsames thermisches Ansprechen. Die Linearität zwischen dem elektrischen Widerstand von hochreinem Platin und der Temperatur wird zur Temperaturmessung genutzt.
Thermoelemente nutzen den Seebeck-Effekt. Dabei handelt es sich um einen Mechanismus, bei dem durch die Verbindung zweier Metalle eine thermoelektromotorische Kraft erzeugt wird, indem die beiden Verbindungspunkte auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden. Sie sind relativ kostengünstig, haben eine schnelle thermische Reaktion und eine hohe Genauigkeit und können hohe Temperaturen messen. Zu den verwendeten Metallen gehören Nickel-Chrom-Legierungen in Kombination mit Nickel-Aluminium-Legierungen und Platin-Rhodium in Kombination mit Platin.