Thermoelement Typ S
Ein Thermoelement Typ S ist ein Edelmetall-Temperatursensor mit einem positiven Schenkel aus Platin-Rhodium und einem negativen Schenkel aus reinem Platin. Typ S misst zuverlässig bis circa 1.600 °C und kommt dort zum Einsatz, wo Thermoelemente aus Basismetallen an ihre Grenzen stoßen: in Industrieöfen, Schmelzprozessen und anderen Hochtemperaturanwendungen. Bei Frenz ist Typ S als Sonderanfertigung in verschiedenen Ausführungen und mit passendem Schutzrohr lieferbar.
Spezifikationen des Thermoelements Typ S
Ein Thermoelement Typ S besteht aus zwei Edelmetalldrähten: einem positiven Schenkel aus Platin mit 10 % Rhodium (PtRh-Pt) und einem negativen Schenkel aus reinem Platin (99,99 %). Am Messpunkt sind die Drähte miteinander verbunden.
Ein Temperaturunterschied zwischen Messpunkt und Anschlussseite erzeugt über den thermoelektrischen Effekt (Seebeck-Effekt) eine kleine Spannung, die ein Auswertegerät in eine Temperatur umrechnet. Typ S ist nach IEC 60584 standardisiert und zählt zu den Edelmetall-Thermoelementen. In der technischen Dokumentation wird die Materialkombination als PtRh-Pt bezeichnet.
Anstelle von Basismetallen wie Eisen oder Nickel verwendet Typ S Platin, was den Sensor für wesentlich höhere Temperaturen qualifiziert, gleichzeitig aber ein niedrigeres Ausgangssignal von circa 10 µV pro Grad Celsius bedeutet. Die Kennlinie und Spannungstabelle sind in der Norm IEC 60584-1 festgelegt.
Der Farbcode nach IEC 60584-3 kennzeichnet Typ S mit einem orangen Außenmantel, einer orangen positiven Ader und einer weißen negativen Ader. Im Thermoelement-Sortiment von Frenz ergänzt Typ S die Basismetall-Typen für den Hochtemperaturbereich.
Warum ein Platin-Rhodium-Thermoelement?
Die Wahl von Platin und Rhodium als Leitermaterialien hängt mit der Stabilität bei hoher Temperatur zusammen. Platin ist ein Edelmetall, das auch bei Temperaturen, bei denen Eisen oder Nickel längst oxidieren oder korrodieren würden, seine Eigenschaften behält. Die Zugabe von 10 % Rhodium zum positiven Schenkel erhöht die thermische Stabilität und sorgt für eine gut reproduzierbare Messung.
Diese Reproduzierbarkeit ist der Grund, weshalb Typ S lange als Referenzinstrument für die internationale Temperaturskala diente. Wo Genauigkeit und Langzeitstabilität bei hoher Temperatur entscheidend sind, ist ein Platin-Rhodium-Thermoelement oft die logische Wahl.
Für Messungen bis etwa 1.100 bis 1.300 °C genügt in vielen Fällen ein Basismetall-Typ wie das Thermoelement Typ K. Typ S kommt in Betracht, sobald die Prozesstemperatur darüber hinausgeht oder eine besonders stabile Messung über einen langen Zeitraum gefordert ist.
Einsatzgebiete des Thermoelements Typ S
Thermoelemente Typ S werden in Prozessen eingesetzt, in denen die Temperatur dauerhaft hoch ist und die Messung über längere Zeiträume zuverlässig bleiben muss. Frenz liefert Typ S auf Maß, abgestimmt auf den jeweiligen Prozess und die Montagesituation.
In der Glasindustrie misst Typ S die Temperatur von geschmolzenem Glas in Schmelzöfen und Feedern, wo Temperaturen weit oberhalb von 1.000 °C die Norm sind. In der keramischen Industrie überwacht der Sensor Sinterprozesse für technische Keramik und Brennöfen. In der Metallurgie und Stahlverarbeitung unterstützt Typ S die Überwachung von Schmelz- und Glühprozessen.
Darüber hinaus ist Typ S in Laboratorien und bei der Kalibrierung verbreitet, gerade wegen der hohen Langzeitstabilität und Reproduzierbarkeit des Messsignals. Die Eigenschaft, über lange Einsatzzeiträume nur minimal zu driften, macht Typ S zu einer bevorzugten Referenz in der Messtechnik. Auch in Hochtemperaturöfen und Wärmebehandlungsanlagen ist Typ S eine gängige Wahl.
Worauf Sie bei einem Thermoelement Typ S achten sollten
Ein Thermoelement Typ S liefert die zuverlässigsten Ergebnisse unter den richtigen Einsatzbedingungen. Einige Punkte verdienen besondere Aufmerksamkeit.
Atmosphäre und Schutzrohr: Typ S eignet sich für saubere, oxidierende oder neutrale Atmosphären. In einer reduzierenden Atmosphäre (beispielsweise mit Wasserstoff oder Kohlenstoff) werden die Platindrähte beschädigt, sofern sie nicht durch ein gasdichtes keramisches Schutzrohr geschützt sind.
Auch Silizium- oder Metalldämpfe können die Drähte verunreinigen und das Messsignal verfälschen. Die Wahl des richtigen Schutzrohrs ist daher maßgeblich für die Lebensdauer und die Messgenauigkeit des Sensors.
Drift bei Langzeiteinsatz: Bei dauerhaft hohen Temperaturen kann Rhodium langsam in den Platinschenkel migrieren, wodurch der Messwert über die Zeit abweicht. Dieser Effekt ist temperaturabhängig und tritt vor allem bei Dauertemperaturen oberhalb von 1.200 °C auf. Regelmäßige Kontrolle oder Rekalibrierung hält die Messung innerhalb der geforderten Toleranzen.
Auswertegeräte: Aufgrund der niedrigen Signalstärke von circa 10 µV/°C benötigt Typ S einen Temperaturregler oder ein Messinstrument mit hoher Eingangsimpedanz und guter Rauschunterdrückung. Die meisten modernen Industrieregler unterstützen Typ S über eine Eingangseinstellung.
Mechanische Empfindlichkeit: Platindrähte sind vergleichsweise spröde. Eine vorsichtige Montage und Handhabung sind wichtig, um Drahtbrüche zu vermeiden.
Thermoelement Typ S von Frenz GmbH
Benötigen Sie ein Thermoelement Typ S für eine Hochtemperaturanwendung? Frenz liefert Typ S auf Maß, abgestimmt auf Ihren Prozess, Ihren Messbereich und Ihre Montagesituation, ab 1 Stück.
Die Konfiguration umfasst Sensorlänge, Schutzrohr, Drahtdurchmesser und Anschlussart. Unsere Spezialisten unterstützen Sie bei der Wahl der Ausführung und der passenden Ausgleichsleitung. Eine Übersicht aller Thermoelement-Varianten finden Sie im Thermoelement-Leitfaden.
Sind Sie unsicher, ob Typ S die richtige Wahl für Ihren Prozess ist? Bei Frenz GmbH sprechen Sie direkt mit einem Techniker, der Hochtemperaturanwendungen kennt. Kontaktieren Sie uns unter info@frenztechnik.de oder telefonisch unter +49 (0) 2351 552 599-1.
Häufig gestellte Fragen zu Thermoelement Typ S
Bis zu welcher Temperatur misst ein Thermoelement Typ S?
Ein Thermoelement Typ S misst bei Dauerbetrieb zuverlässig bis circa 1.600 °C und kurzzeitig bis etwa 1.700 °C. Der nach IEC 60584 standardisierte Bereich reicht bis rund 1.760 °C. Am stabilsten arbeitet der Sensor zwischen 600 und 1.300 °C.
Warum besteht Typ S aus Platin und Rhodium?
Platin oxidiert und korrodiert bei hohen Temperaturen kaum. Die Zugabe von 10 % Rhodium zum positiven Schenkel erhöht die thermische Stabilität und verbessert die Reproduzierbarkeit der Messung. Diese Kombination macht Typ S auch für Kalibrierungszwecke geeignet, wo Langzeitstabilität entscheidend ist.
Welches Schutzrohr benötigt ein Thermoelement Typ S?
In den meisten Hochtemperaturanwendungen wird Typ S durch ein keramisches Schutzrohr geschützt, häufig aus hochwertigem Aluminiumoxid. Dieses Rohr ist gasdicht und chemisch inert, sodass die Platindrähte vor Verunreinigung durch Dämpfe oder aggressive Stoffe geschützt sind. Die genaue Auswahl hängt von der Prozessatmosphäre, der Einsatztemperatur und der geforderten Standzeit ab.
Funktioniert ein Thermoelement Typ S mit meinem Regler?
Die meisten modernen Industrieregler unterstützen Typ S über eine Eingangseinstellung. Entscheidend ist, dass das Gerät eine hohe Eingangsimpedanz und eine gute Rauschunterdrückung bietet, da Typ S ein Ausgangssignal von nur circa 10 µV/°C liefert. Auch die Verkabelung und der Anschluss müssen auf Typ S abgestimmt sein.