Koxiale Thermoelemente

  Ansicht der schnellen koaxialen Thermoelemente Urheberrecht: © HGD Ansicht der schnellen koaxialen Thermoelemente

Koaxiale Thermoelemente zur schnellen Wärmestrommessung

Koaxiale Thermoelemente werden als schnelle Wärmestromsensoren bei hohen thermischen und mechanischen Belastungen eingesetzt. Sie werden am Stoßwellenlabor hergestellt und zur Bestimmung hoher Oberflächenwärmeströme eingesetzt. Bei geringen Wärmeströmen werden vorzugsweise empfindlichere Dünnfilm-Wärmestromsonden verwendet, die ebenfalls am Stoßwellenlabor hergestellt werden.

  Einbau der koaxialen Thermoelemente Urheberrecht: © HGD Einbau der koaxialen Thermoelemente

Aufbau der koaxialen Thermoelemente

Die schnellen koaxialen Thermoelemente bestehen aus einem dünnen Röhrchen und einem zentral angeordneten Stift, die durch eine 10 μm dicke Isolationsschicht elektrisch voneinander getrennt sind. Rohr und Stift bilden die beiden Thermoschenkel. Durch Anschleifen wird an der Stirnseite der Sonden Kontakt zwischen den beiden unterschiedlichen Metallen hergestellt. Der dünne Schleifgrat stellt die in diesem Fall äußerst geringe thermische Masse dar, was zu einer sehr kurzen Ansprechzeit der Sonde im Mikrosekundenbereich führt.

  Ansprechverhalten der schnellen Thermoelemente Urheberrecht: © HGD Ansprechverhalten der schnellen Thermoelemente

Schnelle Wärmestrommessung durch Spannungsänderung

Eine Temperaturänderung an der Metallkontaktfläche bewirkt eine Spannungsänderung, die direkt gemessen werden kann. Der durch Anschleifen hergestellte Metallkontakt führt zu kurzen Ansprechzeiten. Außerdem kann durch das Schleifen die Oberfläche jeder Modellkontur angepasst werden.

Durch statische und dynamische Kalibration werden der Temperaturkoeffizient und die thermischen Eigenschaften des Thermoelements bestimmt. Anhand der Temperaturmessung können für kurze Messzeiten die klassischen Wärmeleitungsgleichungen für einen halbunendlichen Körper genutzt werden, um den Wärmestrom zu bestimmen.

 

Abmessungen

Durchmesser: 0,47 mm; 0,92 mm; 1,47 mm; 1,9 mm; 3,6 mm; 4,8 mm (wahlweise)
Länge: 10 - 80 mm

Material

Typ E: Chromel, Constantan
Typ K: Chromel, Alumel