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Ursache:

Das Thermoelement hat keinen geschlossenen Stromkreis. Die Ursache ist ein defekter Draht oder ein defektes Kabel. Bei Thermoelementen vom Typ S ist zu beachten, dass der Platindraht relativ weich ist. Starkes Biegen kann zu Drahtbrüchen führen. Viele Regler zeigen bei Drahtbruch die Maximaltemperatur des Thermoelements an.

Lösung:

Zeigt das Thermoelement trotz korrekter Inbetriebnahme keine Temperatur an, sollten die verwendeten Thermoelemente auf Durchgang geprüft werden. Ist dies der Fall, sollte die restliche Messstrecke auf eine Unterbrechung, insbesondere einen Kabelbruch, überprüft werden. Besteht der Verdacht, dass der Fehler am Thermoelement liegt, muss das Thermoelement zur Überprüfung eingeschickt und eine genaue Fehleranalyse durchgeführt werden.

Ursache:

Hier liegt ein Kurzschluss der Thermodrähte im Anschlusskopf vor und die Temperatur des Anschlusskopfes wird gemessen.

Lösung 1:

Überprüfen Sie das Anschlusskabel im Kopf. Es dürfen keine Litzen oder Teile des Schirms sichtbar oder verdreht sein.

Lösung 2:

Wenn kein Kurzschluss im Anschlusskopf sichtbar ist, muss dieser am Thermoelement selbst liegen. Dieser ungewöhnliche Fehler kann nur beim Ersteinbau des Thermoelements auftreten. Sollte sich bei der Überprüfung der Verdacht bestätigen, dass dieser Kurzschluss "thermobedingt" war, wird die Reparatur selbstverständlich als Garantiefall abgewickelt.

Ursache:

Ursache für dieses Verhalten ist meist eine falsche Polung der Ausgleichsleitung mit den Thermodrähten. Ist trotz Farbübereinstimmung (weiß an weiße Klemme und orange/rot an orange Klemme) keine Veränderung sichtbar, wurden die Silikonisolierschläuche falsch aufgesteckt. Dieser ungewöhnliche, produktionsbedingte Fehler lässt sich durch einfaches Umstecken der Verkabelung beheben.

Lösung:

Es empfiehlt sich, die Silikonschläuche mit dem Daumennagel abzuziehen und auszutauschen. Ein weiteres Indiz ist die unterschiedliche Dicke des Thermodrahtes, wobei der dickere immer der Minusdraht ist.

Ursache:

Aufgrund der unterschiedlichen Dicke des Thermodrahtes driften Thermoelemente vom Typ S, R und B über viele Jahre nicht. Tritt dennoch eine Drift auf, ist zu prüfen, ob äußere Beschädigungen, mechanisch oder chemisch, vorliegen. Sind keine äußeren Einflüsse erkennbar, sollte das Thermoelement eingeschickt werden.

Lösung:

Senden Sie das Thermoelement zur kostenlosen Überprüfung ein. Ist ein Drift im Thermoelement ohne äußere Beschädigung messbar, wird das Thermoelement kostenfrei ausgetauscht, sofern es sich noch innerhalb der Garantiezeit befindet.

Aussehen:

In einem Ofen werden mehrere Chargenthermoelemente eingesetzt, die alle in die Löcher der Charge gesteckt wurden, um die Temperatur richtig aufzeichnen zu können. Der Schreiber ist zweipolig mit den Thermoelementen verbunden. Manche Chargentemperaturen werden gleichmäßig und mit langsamen Bewegungen angezeigt, andere Chargentemperaturen sind unsicher, die Temperaturkurve wird mehrfach unterbrochen und leicht verschoben. Die Instrumentenanzeige passt sich bei manchen Thermoelementen schnell und präzise der Chargentemperatur an und bleibt dort stabil, andere Chargentemperaturen werden nur langsam und zögerlich angezeigt und zeigen nach dem Einstellen kleine Sprünge.

Ursache:

Die Temperaturverteilungsmessung wird durch Störspannungen beeinträchtigt. Obwohl im Ofen nahezu exakt die gleiche Implementierung und das gleiche Instrument verwendet wurden, sind die Thermoelemente nicht alle auf die gleiche Weise mit der Charge verbunden. Bei manchen Thermoelementen berührt die Messspitze die Metallladung, während andere Messspitzen zufällig nicht so tief in die Bohrung eintauchen. Dadurch sind sie von der Masse isoliert. Dieser Zustand lässt sich leicht mit einer Prüflampe feststellen, indem man die Thermoelemente zweipolig vom Gerät abklemmt.

Wer glaubt, Erdung sei ein guter Schutz gegen Störspannungen, wird überrascht sein, dass gerade die durch Kontakt mit der Ladung geerdeten Thermoelemente Störungen verursachen. Die Erklärung dafür ist folgende:

Das Messgerät ist über seinen Transformator mit dem Spannungsnetz verbunden. Diese Verbindung entsteht durch die elektrische Kapazität zwischen den Transformatorspulen und durch weitere Streukapazitäten. Diese Kapazitäten bewirken, dass 230 V über den Transformator in den Messkreis des Geräts gelangen und über die Eingangsstufe zu den Thermoelementen gelangen. Bleibt ein Thermoelement „schwebend“, also nicht mit der Ladung in Berührung, dann kann diese anliegende Messspannung keinen nennenswerten Strom in der Eingangsstufe verursachen. Dieses Thermoelement bleibt also störungsfrei. Wenn die Messstelle jedoch geerdet ist, fließt ein starker Strom vom Thermoelement zur Erde und dieser Strom verursacht eine große Störung in der Eingangsstufe.

Lösung:

Die Erdung der Messstelle kann verhindert werden, indem man vor dem Thermoelement eine kleine Keramikperle einfügt.

Grundsätzlich sollten für Chargentemperaturmessungen Mantelthermoelemente verwendet werden, die eine vom Mantel isolierte Messstelle haben. Die Zeitkonstante einer Charge ist immer um mehrere Größenordnungen größer als die des Thermoelements. Eine schnelle Reaktion ist hier nicht erforderlich.

Aussehen:

Ein Thermoelement arbeitet mit Störspannungen in einem keramischen Schutzrohr. Die Thermoelementdurchführung befindet sich zwischen den Heizwendeln.

Ursache:

Die Störspannungen werden in die Thermodrähte induziert. Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass sich dieses Problem einfach lösen lässt, indem man anstelle eines keramischen Schutzrohrs ein metallisches Schutzrohr verwendet. Tatsächlich enthalten die Schutzrohre aus Chrom, Nickel und Stahl magnetisierbare Elemente wie Eisen, Chrom und Nickel, die Legierungen für Schutzrohre sind jedoch nicht magnetisch, sodass sie die Induktionsfelder der Thermodrähte nicht abschirmen. Die Erdung eines metallischen Schutzrohres bringt in der Regel keine Besserung.

Hier sitzt die Durchführung an der falschen Stelle.

Lösung:

Die richtige Lösung ist, die Durchführung an einer Stelle zu platzieren, wo keine induktiven Felder vorhanden sind. Ist diese Lösung nicht umsetzbar, so muss ein Filter eingesetzt oder auf modernere Messgeräte zurückgegriffen werden. Ein Rohr aus niedrig legiertem Stahl würde die Thermodrähte nur bis zum Überschreiten des Curiepunktes (ca. 770 °C) vor den induzierten Störspannungen schützen. Bei höherer Temperatur wirkt das metallische Schutzrohr nur als elektrische Abschirmung, die gegen Induktionsfelder wirkungslos ist. Es schirmt nur Störspannungen von 500 Hz oder 500.000 Hz ab, die nur bei Induktionsöfen vorkommen und die Geräte ohnehin nicht stören.

Aussehen:

Die Temperaturmessung bei einem indirekt gasbefeuerten Ofen ist ungenau. Eine Messung zeigt 15 V Gleichstrom an beiden Anschlüssen des Thermoelements. Das Schutzrohr des Thermoelements besteht aus Pythagoras. Hier konnte kein Fehler festgestellt werden. Die Spannung konnte nicht von der Heizung oder durch Induktion an das Thermoelement gelangen, da der Ofen mit Gas beheizt wurde.

Ursache:

Hier konnte kein Fehler festgestellt werden. Die Spannung konnte nicht von der Heizung oder durch Induktion an das Thermoelement gelangen, da der Backofen mit Gas beheizt wurde.

Lösung:

Eine Klemme des Thermoelements im Anschlusskopf wurde mit einem Kupferdraht herausgeführt und geerdet. Als Faustregel für Störspannungen könnte man sich merken: Erdung hilft selten. In diesem Ausnahmefall war es jedoch sinnvoll, eine Klemme des Thermoelements zu erden. Mit der Verbindung zwischen Thermoelement und Erde verschwand die unerklärliche 15 V Störspannung.

Phänomen:

Thermodrähte werden im Vakuum eingesetzt, um die Temperaturverteilung in einer Charge zu messen. Die Temperatur liegt bei ca. 1000 °C. Obwohl die eingebauten Thermoelemente eine konstante Temperatur zeigen, knicken die Temperaturkurven der Chargenthermoelemente steil nach unten ab.

Ursache:

Die Thermodrähte sind durch ihre eigene elektrische Isolierung vergiftet. Glas ist kein sauberes Material und beginnt bei einer Temperatur von 1000 °C zu schmelzen, wobei seine Natrium-, Kalium-, Silizium- und anderen Ionen an die Thermodrähte abgegeben werden. Die Folge ist ein rascher Abbau der Thermospannung.

Lösung:

Die Glasseide-isolierten Thermodrähte sind nur bis zu einer Temperatur von etwa 400 °C einsetzbar.

Phänomen:

Zwölf kalibrierte Thermoelemente in einem Ofen, an zwölf Stellen eingesteckt, ergeben eine nicht nachvollziehbare Temperaturverteilung, obwohl die Korrekturwerte der einzelnen Thermoelemente genau berücksichtigt wurden.

Ursache:

Die kalibrierten Thermoelemente waren möglicherweise schon im Einsatz und die Eintauchtiefe der Thermodrähte war bei der Kalibrierung anders als bei der Messung.

Ein weiterer möglicher Fehler ist, dass die Thermodrähte bei der Kalibrierung genauso tief eingesteckt wurden wie während der Messung. Die Kalibrierung aber wurde nicht für alle Thermoelemente gleichzeitig durchgeführt, z. B. sechs Thermoelemente an einem Tag und die restlichen sechs an einem anderen Tag. Selbst bei der genauesten Kalibrierung treten kleine Fehler auf. Thermodrähte erhalten etwa von einer Rolle an einem Tag eine Korrektur von + 0,8 K und ihre „Zwillingsschwestern“ an einem anderen Tag eine Korrektur von - 0,7 K. Da die Thermodrähte praktisch identisch sind, sollten sie jedes Mal eine Korrektur von + 0,3 K erhalten. Während der Messung zeigen die am ersten Tag kalibrierten Thermoelemente einen scheinbaren Temperaturunterschied von + 1,5 K gegenüber dem zweiten Tag.

Diese Kalibrierung ist in der Praxis absolut gesehen sehr genau. Eine solche Präzision war vor einigen Jahren in der industriellen Praxis nicht zu finden, sondern nur in großen Instituten. Dennoch nützen diese sehr genau kalibrierten Thermoelemente für die Temperaturverteilungsmessung wenig.

Lösung:

Alle Thermodrähte, die für die Temperaturverteilungsmessung eine Rolle spielen, sollten entweder gleichzeitig kalibriert werden oder nachträglich mit einem Kupferrohr oder in einem sehr genauen Rohrofen oder in einem Keramikrohr in einem größeren Ofen gegeneinander kalibriert und deren relative Abweichung gemessen werden.

Es mag etwas seltsam klingen, dass der Betriebsingenieur die sehr teuren Thermoelemente, die ein extra Zertifikat eines teuren Instituts haben, in einem Kupferrohr „kalibriert“. Diese relative Kalibrierung ist jedoch nur bei diesen sehr genauen Thermoelementen notwendig, um die Temperaturverteilungsmessung nicht mit scheinbaren Temperaturunterschieden zu belasten.

Wenn diese zwölf Thermoelemente mit Zertifikaten bereits Alterserscheinungen aufweisen, ist diese Vor- oder Nachkalibrierung unabdingbar. Die Eintauchtiefe muss während der Temperaturverteilungsmessung und Kalibrierung gleich bleiben.

Der Temperaturregler sollte die Durchschnittstemperatur der zwölf kalibrierten Thermoelemente anzeigen, wenn die Messung unter 800 °C liegt. Bei höheren Temperaturen altern die hier verwendeten Mantelthermoelemente. Da sie im gleichen Maße altern, ist die gemessene Temperaturverteilung relativ korrekt, jedoch sollte das Kontrollthermoelement in Dreifach-Thermoelementausführung mit einem PtRh-Pt-Testthermoelement überprüft werden. Es bildet einen zuverlässigen Punkt im Ofen und gibt der relativen Temperaturverteilung die notwendige Korrektur, wenn bei der Temperaturverteilungsmessung ein Mantelthermoelement an das Kontrollthermoelement angeschlossen war.

Aussehen:

Das Thermoelement hat sich seit seiner Entdeckung im Jahr 1821 nicht wesentlich verändert. Das Thermoelement vom Typ S (Platin-Rhodium-Platin) hat sich seit seiner Einführung im Jahr 1885 nicht verändert. Bemerkenswert ist, dass in der Praxis immer noch zahlreiche Fehler und Missverständnisse auftreten.

Lösung:

Das Buch Thermoelement Praxis ist 2014 in der 4. Auflage erschienen. Es enthält über 50 Jahre praktische Erfahrung des Gründers Dr.-Ing. Dipl.-Phys. László Körtvélyessy. Erhältlich ist es beim Vulkan-Verlag.

Nach erfolgtem Einbau springt der C-Pegel unregelmäßig.

Ursache:

Die Sauerstoffsonde zeigt immer das wahre Verhältnis zwischen Ofenatmosphäre und Umgebungsluft. Ein springendes Signal bedeutet, dass aus einer externen Quelle Umgebungsluft eindringt.

Dies kann verschiedene Ursachen haben, wie eine defekte Luftversorgung, ein gebrochenes Sondenrohr oder eine undichte Ofentür.

Lösung:

Kontrollieren Sie die Peripherie der Sonde auf Defekte. Sprühen Sie Stickstoff, Argon oder Formiergas und beobachten Sie die Spannung der Sonde. Wenn Sie das Gas auf die Leckage sprühen, tritt weniger Umgebungsluft in die Atmosphäre ein und die Spannung der Sonde steigt.

Erscheinung:

Nach erfolgtem Einbau zeigt die Sonde keinen C-Pegel an.

Ursache:

Die Sauerstoffsonde zeigt immer das wahre Verhältnis zwischen Ofenatmosphäre und Umgebungsluft. Bleibt die Spannung der Sonde bei ~0mV, sind wahrscheinlich die Anschlüsse für Spül- und Referenzluft vertauscht. Die konstant offene Referenzluft reicht aus, um das Sauerstoff-Verhältnis nahezu identisch zu halten. Entsprechend gering ist die Spannung der Sonde.

Lösung:

Tauschen Sie die beiden Schläuche und beobachten Sie die Spannung. Diese sollten bald beginnen zu steigen. Die Geschwindigkeit der Steigung hängt maßgeblich davon ab, wie schnell der Sauerstoff aus dem Schutzrohr der Sonde verbraucht wird.

Erscheinung:

Nach einiger Zeit im Betrieb reagiert die Sonde immer wieder auf Änderungen der Atmosphäre.

Ursache:

Die Reaktionsgeschwindigkeit der Sonde wird unter anderem von der Qualität der Kontaktierung der Elektroden auf dem FZY-Rohr beeinflusst. Eine hohe Qualität resultiert in einem kleinen Innenwiderstand. Ist die Elektrode chemisch angegriffen, kann sich dies in der Reaktionsgeschwindigkeit widerspiegeln.

Eine andere Erklärung kann die vermehrte Anwesenheit von Kohlenstoff in der Umgebung der Sonde sein. Kohlenstoff hat eine sehr hohe Affinität zu Sauerstoff und verzögert somit die Reaktion der Sonde.

Lösung:

Spülen Sie die Sonde mit Umgebungsluft. Ist Grafit anwesend, wird dieser katalytisch verbrannt. Als Ergebnis sollte die Spannung der Sonde beginnen zu sinken. Erreicht sie ~ 0mV, ist die Sonde sauber und sollte wieder flink reagieren.

Bringt ein Spülen keine Änderung, ist wahrscheinlich die Gaselektrode beschädigt. Die Sonde sollte zur Überprüfung eingeschickt werden.

Erscheinung:

Nach erfolgtem Einbau zeigt die Sonde keinen C-Pegel an.< /p>

Ursache:

Die Sauerstoffsonde zeigt immer das wahre Verhältnis zwischen Ofenatmosphäre und Umgebungsluft. Bleibt die Spannung der Sonde bei ~0mV, sind wahrscheinlich die Anschlüsse für Spül- und Referenzluft vertauscht. Die konstant offene Referenzluft reicht aus, um das Sauerstoff-Verhältnis nahezu identisch zu halten. Entsprechend gering ist die Spannung der Sonde.

Lösung:

Tauschen Sie die beiden Schläuche und beobachten Sie die Spannung. Diese sollten bald beginnen zu steigen. Die Geschwindigkeit des Anstiegs hängt maßgeblich davon ab, wie schnell der Sauerstoff aus dem Schutzrohr der Sonde verbraucht wird.