Sondes de température : Thermocouples, que faut-il savoir ?

Comment on mesure la température en utilisant un thermocouple ?

La mesure de la température à l'aide de thermocouples se base sur l'effet Seebeck. Ce dernier consiste en deux éléments conducteurs de matériaux différents soudés ensemble (soudure chaude). La norme CEI 60584.1 (BS EN 60584.1) définit les valeurs de la tension thermoélectrique et les tolérances maximales des thermocouples.

Thermocouple : deux groupes de métaux

Les thermocouples se répartissent en deux groupes : celui des métaux de base et des métaux nobles. Les thermocouples E, J, K, N et T appartiennent au groupe des métaux de base. On les utilise le plus fréquemment car ils sont relativement moins chers que les autres. Les thermocouples B, R et S se constituent de métaux nobles. Et pour ce qui concerne la durée de vie des thermocouples en métal de base, elle est difficile à prévoir car elle dépend de la température d'utilisation. Cependant le diamètre du fil et des cycles de travail, où l'oxydation sont les principales sources de problème. La règle générale est la suivante : pour chaque 50°C au-dessus de 500°C, la durée de vie est réduite de moitié. De plus, il est essentiel de choisir une isolation, une gaine de protection ainsi qu'une sélection du thermocouple adaptée au type d'environnement, pour éviter les problèmes de corrosion de tout le spectre atmosphérique. Pour les thermocouples en métaux nobles, les principales limitations sont la formation de grains. Ou encore la volatilisation, qui peuvent provoquer des dysfonctionnements, et la contamination qui entraîne des erreurs de mesure.

Thermocouple vs Pt100

Ci-après un tableau non exhaustif qui résume les avantages et inconvénients des thermocouples vs les sondes RTD.

Précautions à prendre en compte lors de l'installation des sondes thermocouple

Les thermocouples s'utilisent dans de nombreux types d'application. Il faut cependant prendre en compte plusieurs aspects lors de l'installation. Ces derniers influenceront son bon fonctionnement :

Auto température : les thermocouples mesurent leur propre température, il est donc indispensable que la jonction métallique de mesure ait la même température que le milieu ou le processus que voulez contrôler

Immersion : les métaux sont des conducteurs de chaleur. Dans les applications d'immersion, afin d'obtenir une mesure plus précise, il est essentiel d'insérer le capteur à une profondeur 10 fois supérieure au diamètre de la gaine.

Choc thermique : si le thermocouple est inséré dans un milieu à haute température, il est conseillé de préchauffer le thermocouple progressivement, afin d'éviter la rupture due au choc thermique.

Environnement : l'environnement des thermocouples doit être exempt d'huiles, de soufre, de phosphore pour éviter une dégradation rapide des thermocouples.

Câbles : les thermocouples se constituent de fils négatifs et positifs. Il est important de respecter les codes couleurs pour garder la polarité des connexions lors de l'installation. Utilisez toujours des câbles d'extension ou de compensation avec un code couleur correspondant au thermocouple utilisé.