Thermokoppel kabels

Wat doet een thermokoppelkabel?

Een thermokoppelkabel geleidt het meetsignaal van het meetpunt naar de plek waar je de temperatuur uitleest. Dat klinkt eenvoudig, maar er zit een belangrijke voorwaarde aan: de twee aders moeten over de hele lengte dezelfde thermo-elektrische eigenschappen houden als het thermokoppel zelf. Wijkt de kabel daarvan af, dan ontstaat er ergens in de lijn een extra meetpunt en leest je instrument de verkeerde temperatuur af.

Daarom is de kabel geen los accessoire, maar een onderdeel van het meetsysteem. Bij een kant-en-klaar thermokoppel zit de kabel er standaard al aan vast. De kabel komt pas echt als losse keuze in beeld wanneer je het signaal over een grotere afstand naar je instrument moet brengen, of wanneer de omgeving om een ander type isolatie vraagt.

De drie soorten thermokoppelkabel

Er bestaan drie soorten kabel, en het verschil zit in het materiaal van de aders. Elk heeft een eigen rol in de meetketen.

Thermokoppelkabel: zelfde metalen als de sensor

Een echte thermokoppelkabel is gemaakt van precies dezelfde metalen als het thermokoppel. Je herkent deze aan een dubbele letteraanduiding, zoals KK voor type K of JJ voor type J. Dit type vormt het meetgedeelte van de sensor zelf en levert de hoogste nauwkeurigheid, omdat de aders de temperatuur daadwerkelijk meten.

Extensiekabel: verlengt zonder verlies

Een extensiekabel, herkenbaar aan de letter X (zoals KX of JX), is gemaakt van dezelfde legering als de sensor. Daardoor verlengt hij het signaal naar het instrument zonder dat je noemenswaardig nauwkeurigheid verliest, en hij verdraagt relatief hoge temperaturen. Dit is de meest gebruikte kabel om een thermokoppel met een regelaar te verbinden.

Compensatiekabel: een voordeliger alternatief

Een compensatiekabel, met de letter C (zoals KCA of KCB), gebruikt een goedkopere legering die de spanning van het thermokoppel nabootst. Dat werkt alleen binnen een beperkt temperatuurbereik rond het aansluitpunt, meestal onder de 100 °C.

Bij edelmetaal-thermokoppels zoals type S is een compensatiekabel juist gangbaar, omdat een verlengkabel van puur platina onbetaalbaar zou zijn. De compensatiekabel bootst dan de karakteristiek na met een veel goedkopere legering.

Welke thermokoppelkabel past bij jouw sensor?

Hier ontstaat vaak een misverstand: je kiest het kabeltype niet vrij. De kabel moet thermo-elektrisch passen bij je thermokoppel. Een type K sensor vraagt om een type K-kabel, een type J om een type J-kabel, enzovoort. Zet je er een ander type op, dan klopt de meetcurve niet en krijg je een structurele meetfout. Het kabeltype ligt dus vast zodra je weet welk thermokoppel je hebt.

Wat je wél kiest, zit op drie andere punten. Ten eerste de grade: een extensiekabel als het aansluitpunt warm kan worden, een compensatiekabel als het daar koel blijft en je kosten wilt besparen. Ten tweede het isolatiemateriaal, dat past bij de temperatuur en de chemische belasting van de omgeving. En ten derde de afscherming, afhankelijk van hoeveel elektromagnetische storingen er in de buurt zijn. Die drie keuzes samen bepalen welke uitvoering je uiteindelijk nodig hebt.

Isolatiematerialen en temperatuur van thermokoppel kabels

Het isolatiemateriaal beschermt de aders en bepaalt tegen welke temperatuur en omgeving de kabel bestand is. Dit zijn de meest gebruikte materialen, met hun indicatieve maximumtemperatuur:

Voor flexibele toepassingen en koudere omgevingen voldoet een siliconen kabel goed. Loopt de kabel langs of door een hete zone, dan is glasvezel de logische keuze, omdat het onbrandbaar is en hoge temperaturen verdraagt.

In de petrochemie of een laboratorium, waar de kabel met agressieve stoffen of olie in aanraking komt, biedt PTFE de beste chemische bescherming. De genoemde temperaturen zijn indicatief en hangen af van de exacte uitvoering en de omgeving.

Afgeschermde thermokoppelkabels tegen storingen

Het signaal van een thermokoppel is maar enkele millivolts groot. Dat maakt het gevoelig voor elektromagnetische storingen, zeker over langere afstanden of in de buurt van motoren, frequentieregelaars en zware voeding. Een afgeschermde kabel vangt die storing op met een gevlochten koperscherm of een folie van aluminium en polyester.

In de praktijk haalt zo'n afscherming een effectiviteit van ongeveer 85 tot 95 procent, waardoor je meting stabiel blijft. In een elektrisch rustige omgeving met korte kabels kun je vaak zonder afscherming toe; bij lange runs in een fabriekshal is een afgeschermde kabel meestal de veiligere keuze.

Veelgemaakte fouten bij het kiezen van een thermokoppelkabel

Bij de kabelkeuze gaat het op een paar punten geregeld mis:

• Een verkeerd kabeltype op de sensor zetten: een andere legering dan het thermokoppel geeft een structurele meetafwijking die je niet altijd direct terugziet;
• Een thermokoppel verlengen met gewone koperdraad: op de overgang naar koper ontstaat een extra meetpunt, waardoor je instrument de temperatuur bij de verbinding meet in plaats van bij de sensortip. Moet je toch met koper verder, zet het signaal dan eerst met een meetomvormer om naar je indicator of controller;
• Een compensatiekabel gebruiken boven de toegestane aansluittemperatuur: dan introduceert juist de kabel een meetfout;
• Een kabel met een te lage isolatie-temperatuur in een hete omgeving leggen, waardoor de isolatie op termijn aantast.

Twijfel je over de juiste thermokoppelkabel?

Kom je er niet uit welke uitvoering bij jouw situatie past, of weet je niet zeker of een extensie- of compensatiekabel de juiste keuze is? Leg je toepassing dan voor aan een specialist, samen met de temperatuur en de omgeving waarin de kabel komt te liggen. Twijfel je vooral over welk thermokoppel type je hebt, dan helpt de pagina over thermokoppel kleuren je om dat aan de kleurcodering te herkennen. En voor de aansluiting op je uitlezing kun je terecht bij de temperatuurregelaars.

testddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestddtestdd