Thermoelement Typ T

Was ist ein Thermoelement Typ T?

Ein Thermoelement Typ T besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Metalle, die an der Messstelle miteinander verbunden sind. Der positive Schenkel ist aus reinem Kupfer (Cu) gefertigt, der negative Schenkel aus Konstantan, einer Kupfer-Nickel-Legierung (CuNi).

In der technischen Dokumentation wird diese Materialkombination als Cu-CuNi bezeichnet. Sobald ein Temperaturunterschied zwischen dem Messpunkt und dem Anschlusspunkt entsteht, erzeugt der thermoelektrische Effekt (Seebeck-Effekt) eine Spannung, die ein Messgerät in einen Temperaturwert umrechnet.

Typ T gehört zu den nach DIN EN 60584-1 standardisierten Thermoelementen. Die Norm legt sowohl die Grundwerte der Thermospannung als auch die Toleranzklassen fest, sodass Sensoren innerhalb ihrer Spezifikation untereinander austauschbar sind.

Eine häufige Verwechslung: Das Konstantan in Typ T ist nicht identisch mit dem Konstantan in Typ J. Die Legierungen unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung, weshalb Typ T und Typ J nicht gegeneinandertauscht werden dürfen.

Temperaturbereich und Genauigkeit

Der standardmäßige Messbereich eines Thermoelements Typ T liegt zwischen -200 °C und +350 °C. Spezialausführungen können bis -250 °C messen, allerdings außerhalb der genormten Toleranzklassen. Diese Eigenschaft macht Typ T geeignet für kryogene Anwendungen, die weit unter dem Gefrierpunkt liegen.

Innerhalb dieses Bereichs zeichnet sich Typ T durch eine hohe Genauigkeit und ausgezeichnete Wiederholbarkeit aus, insbesondere zwischen -200 °C und +200 °C. Die Toleranzklassen nach IEC 60584-1 gliedern sich wie folgt: Klasse 1 mit einer Abweichung von circa ±0,5 °C, Klasse 2 mit circa ±1,0 °C und Klasse 3 für den Bereich von -200 °C bis +40 °C.

Die exakte Toleranz ist temperaturabhängig und in der Norm im Detail beschrieben. Die Kennlinie und Spannungstabelle von Typ T sind in IEC 60584-1 festgelegt.

Oberhalb von +350 °C oxidiert der Kupferschenkel in sauerstoffhaltigen Atmosphären. Für Messungen, die dauerhaft über diesem Niveau liegen, ist ein Thermoelement Typ T nicht die richtige Wahl.

Wann ist ein Thermoelement Typ T die richtige Wahl?

Typ T ist das Thermoelement für Anwendungen, in denen niedrige und kryogene Temperaturen präzise erfasst werden müssen. Die Kombination aus einem breiten Tieftemperaturbereich und hoher Wiederholbarkeit macht ihn geeignet für eine Reihe von Einsatzgebieten.

In der Lebensmittelindustrie und Kühltechnik überwacht Typ T Temperaturen in Gefriertunneln, Kühlzellen und Pasteurisierungsprozessen bis etwa +120 °C. In Gefrieranlagen und kryogenen Prozessen kommt Typ T zum Einsatz, wenn sehr niedrige Temperaturen zuverlässig erfasst werden müssen. Im Labor und in der Forschung liefert Typ T die stabile, wiederholbare Messung kleiner Temperaturdifferenzen.

In pharmazeutischen Prozessen wie der Gefriertrocknung und der Kaltlagerung ist Typ T ebenfalls verbreitet. Darüber hinaus findet er Anwendung in der Klima- und Lüftungstechnik sowie in der Prozessüberwachung, wenn niedrige Temperaturen kontinuierlich verfolgt werden.

Bei Frenz ist Typ T in allen gängigen Bauformen konfigurierbar: als Bajonett-Thermoelement für feste Einbauten, als flexibles Thermoelement für schwer zugängliche Messpunkte, als Ausführung mit Befestigungslasche für Anlagen mit Vibrationen und als Oberflächen-Thermoelement für Messungen auf flachen oder zylindrischen Oberflächen.

Anschluss, Farbcode und Leitung

Nach der europäischen Norm IEC 60584-3 ist ein Thermoelement Typ T an einem braunen Außenmantel erkennbar. Der positive Schenkel (Kupfer) trägt eine braune Aderfarbe, der negative Schenkel (Konstantan) ist weiß. Unter der amerikanischen Norm ANSI/MC96.1 weichen die Aderfarben ab: Dort ist der positive Schenkel blau und der negative rot, bei gleichem braunem Außenmantel. Bei international bezogenem Material ist es wichtig zu prüfen, welche Farbkennzeichnung zugrunde liegt.

Für die Signalübertragung über längere Strecken wird eine Verlängerungsleitung (Kennbuchstabe TX) eingesetzt. Diese Leitung besteht aus demselben Material wie der Sensor selbst (Kupfer und Konstantan) und überträgt das Signal ohne Verlust an einen Regler oder Datenlogger.

Ein technisch wichtiger Punkt: Die Norm DIN EN 60584-3 definiert keine Ausgleichsleitung (Kompensationsleitung) für Typ T. Für die Überbrückung zum Messgerät wird daher ausschließlich eine Verlängerungsleitung TX verwendet. Die Anschlusspunkte der Leitung müssen innerhalb des in der Norm spezifizierten Temperaturbereichs liegen, um die Messtoleranzen einzuhalten.

Hinweise zur Installation

Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Kupferschenkels ist bei Typ T zugleich Stärke und Herausforderung. Bei einer zu geringen Eintauchtiefe kann Wärme entlang des Drahtes abfließen und die Messung beeinflussen (Wärmeableitungsfehler). Dem begegnen Sie durch eine ausreichende Eintauchtiefe oder durch die Wahl eines geeigneten Mantelmaterials und einer passenden Isolierung.

Ein Typ T Thermoelement darf niemals gegen ein Typ J ausgetauscht werden, auch nicht als Übergangslösung. Die Legierungen sind trotz ähnlicher Bezeichnungen nicht kompatibel. Eine Verwechslung führt zwangsläufig zu einem systematischen Messfehler.

In sauerstoffhaltigen Atmosphären sollte der Einsatzbereich +350 °C nicht dauerhaft überschreiten. Oberhalb dieser Grenze oxidiert der Kupferschenkel, und die Messung beginnt zu driften. Für Anwendungen, bei denen Genauigkeit entscheidend ist, empfiehlt sich eine regelmäßige Kalibrierung der gesamten Messkette.

Thermoelement Typ T von Frenz GmbH

Frenz liefert Thermoelemente Typ T in allen gängigen Ausführungen. Vom Bajonett über das flexible Thermoelement bis zur Oberflächenvariante wird jede Ausführung nach Ihren Spezifikationen konfiguriert: Länge, Durchmesser, Sensorspitze, Kabellänge, Anschluss, Isolierung und Mantelmaterial. Sonderanfertigungen ab 1 Stück. Eine Übersicht aller Thermoelement-Varianten finden Sie im Thermoelement-Leitfaden.

Sind Sie unsicher, welche Konfiguration zu Ihrer Anwendung passt? Bei Frenz GmbH sprechen Sie direkt mit einem Techniker, der Ihre Anwendung versteht und mitdenkt. Kontaktieren Sie uns unter info@frenztechnik.de oder telefonisch unter +49 (0) 2351 552 599-1.