Mantelthermoelemente

Werden zwei verschiedene Metalle miteinander verbunden, so entsteht durch die unterschiedliche Bindungsenergie der Elektronen an die Metallatome eine Thermospannung. Eine solche Anordnung bezeichnet man als Thermoelement.

Die sich bildende Thermospannung -diese liegt im Millivolt bereich- ist zum einen von den Metallen und zum anderen von der Temperatur abhängig. Die verschiedenen Leiter bezeichnet man als Thermopaar und die einzelnen Leiter als Thermoschenkel.

In einem Mantelthermoelement sind die beiden Thermoschenkel von einem Metallmantel umgeben und mit verdichtetem MgO voneinander isoliert. Am Thermopaar des Fühlers schließt man jeweils Leiter aus dem gleichen Material an. Diese Ausgleichsleitungen verhindern zusätzliche Thermospannungen an den Fühleranschlüssen. Die Ausgleichsleitungen werden direkt mit einem Anzeigegerät angeschlossen und die Temperaturdifferenz zwischen Instrument und Messort lässt sich feststellen.

Häufig verwendete Thermoelemente sind Eisen-Konstantan (Fe-CuNi) für Temperaturen bis 500°C und NiCr-Ni für Temperaturen bis ca. 800°C. Thermoelemente haben wegen ihres großen Arbeitsbereichs eine weite Verbreitung in der Industrie.