Thermokoppel, Een van de temperatuursensoren

Temperatuursensoren worden veel gebruikt en zijn er in vele soorten, maar de belangrijkste veel voorkomende typen zijn: thermokoppels (PT100/PT1000), thermozuilen, thermistoren, weerstand temperatuur detectoren, en IC-temperatuursensoren. IC-temperatuursensoren omvatten twee typen: analoge uitgangssensoren en digitale uitgangssensoren. Volgens de materiaal- en elektronische componenteigenschappen van de temperatuursensor, ze zijn onderverdeeld in twee categorieën: thermische weerstanden en thermokoppels. Thermokoppels zijn de industriestandaard geworden voor het kosteneffectief meten van een breed temperatuurbereik met redelijke nauwkeurigheid. Ze worden gebruikt in uiteenlopende toepassingen tot ongeveer +2500°C in ketels, waterverwarmers, ovens, en vliegtuigmotoren – om er maar een paar te noemen.

Type platina-rhodium thermokoppel Bestand tegen hoge temperaturen 1600 graden korund buis

PT100 temperatuursensor naaldsonde thermokoppel

3-draad PT100 platina weerstand thermokoppel met afgeschermde kabel

(1) Basisdefinitie van thermokoppels
Thermokoppels zijn een van de meest gebruikte temperatuurdetectie-elementen in de industrie. Het werkingsprincipe van thermokoppels is gebaseerd op het Seebeck-effect, dat is een fysisch fenomeen waarbij twee geleiders van verschillende componenten aan beide uiteinden zijn verbonden om een ​​lus te vormen. Als de temperaturen van de twee verbindingseinden verschillend zijn, in de lus wordt een thermische stroom gegenereerd.

Als een van de meest gebruikte temperatuursensoren bij industriële temperatuurmeting, thermokoppels, samen met thermische weerstanden van platina, rekening voor ongeveer 60% van het totale aantal temperatuursensoren. Thermokoppels worden meestal gebruikt in combinatie met weergave-instrumenten om de oppervlaktetemperatuur van vloeistoffen rechtstreeks te meten, dampen, gasvormige media en vaste stoffen in het bereik van -40 tot 1800°C in diverse productieprocessen. Voordelen zijn onder meer een hoge meetnauwkeurigheid, breed meetbereik, eenvoudige structuur en eenvoudig gebruik.

(2) Basisprincipe van thermokoppeltemperatuurmeting
Thermokoppel is een temperatuursensorelement dat de temperatuur direct kan meten en deze kan omzetten in een thermo-elektrisch potentiaalsignaal. Het signaal wordt via een elektrisch instrument omgezet in de temperatuur van het gemeten medium. Het werkingsprincipe van het thermokoppel is dat twee geleiders van verschillende componenten een gesloten lus vormen. Wanneer er een temperatuurgradiënt bestaat, De stroom zal door de lus gaan en een thermo-elektrisch potentieel genereren, dat is het Seebeck-effect. De twee geleiders van het thermokoppel worden thermokoppels genoemd, waarvan het ene uiteinde het werkuiteinde is (hogere temperatuur) en het andere uiteinde is het vrije uiteinde (meestal op een constante temperatuur). Volgens de relatie tussen thermo-elektrisch potentieel en temperatuur, er wordt een thermokoppelschaal gemaakt. Verschillende thermokoppels hebben verschillende schalen.

Wanneer een derde metaalmateriaal is verbonden met de thermokoppellus, zolang de temperatuur van de twee contacten van het materiaal hetzelfde is, het thermo-elektrische potentieel gegenereerd door het thermokoppel blijft onveranderd en wordt niet beïnvloed door het derde metaal. Daarom, bij het meten van de temperatuur van het thermokoppel, Er kan een meetinstrument worden aangesloten om de temperatuur van het gemeten medium te bepalen door het meten van de thermo-elektrische potentiaal. Thermokoppels lassen geleiders of halfgeleiders A en B in een gesloten lus.

Thermokoppels lassen twee geleiders of halfgeleiders A en B van verschillende materialen aan elkaar om een ​​gesloten lus te vormen, zoals weergegeven in de afbeelding.

Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee bevestigingspunten 1 En 2 van geleiders A en B, tussen de twee wordt een elektromotorische kracht gegenereerd, waardoor er een stroom van een bepaalde grootte in de lus ontstaat. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrisch effect genoemd. Thermokoppels werken door dit effect te gebruiken.

Twee geleiders van verschillende componenten (zogenaamde thermokoppeldraden of hete elektroden) zijn aan beide uiteinden verbonden om een ​​lus te vormen. Wanneer de temperaturen van de kruispunten verschillend zijn, in de lus wordt een elektromotorische kracht gegenereerd. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrisch effect genoemd, en deze elektromotorische kracht wordt het thermo-elektrische potentieel genoemd. Thermokoppels gebruiken dit principe om de temperatuur te meten. Onder hen, het uiteinde dat rechtstreeks wordt gebruikt om de temperatuur van het medium te meten, wordt het werkuiteinde genoemd (ook wel het meetuiteinde genoemd), en het andere uiteinde wordt het koude uiteinde genoemd (ook wel het compensatie-einde genoemd); het koude uiteinde is verbonden met het weergave-instrument of het bijpassende instrument, en het weergave-instrument geeft het thermo-elektrische potentieel aan dat door het thermokoppel wordt gegenereerd.

Thermokoppels zijn energieomzetters die thermische energie omzetten in elektrische energie en de temperatuur meten door het gegenereerde thermo-elektrische potentieel te meten. Bij het bestuderen van het thermo-elektrische potentieel van thermokoppels, de volgende problemen moeten worden opgemerkt:
1) De thermo-elektrische potentiaal van een thermokoppel is een functie van het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van het thermokoppel, niet het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van het thermokoppel.
2) De grootte van de thermo-elektrische potentiaal die door een thermokoppel wordt gegenereerd, heeft niets te maken met de lengte en diameter van het thermokoppel, maar alleen met de samenstelling van het thermokoppelmateriaal en het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden, op voorwaarde dat het thermokoppelmateriaal uniform is.
3) Na het bepalen van de materiaalsamenstelling van de twee thermokoppeldraden van het thermokoppel, de grootte van de thermo-elektrische potentiaal van het thermokoppel houdt alleen verband met het temperatuurverschil van het thermokoppel. Als de temperatuur van het koude uiteinde van het thermokoppel constant blijft, het thermo-elektrische potentieel van het thermokoppel is slechts een enkelvoudige functie van de werkeindtemperatuur.
Veelgebruikte thermokoppelmaterialen zijn dat wel:
(3) Typen en structuren van thermokoppels
Soorten
Thermokoppels kunnen in twee categorieën worden verdeeld: standaard thermokoppels en niet-standaard thermokoppels. Het zogenaamde standaardthermokoppel verwijst naar een thermokoppel waarvan de nationale norm de relatie bepaalt tussen het thermo-elektrische potentieel en de temperatuur, de toegestane fout, en heeft een uniforme standaardschaal. Het heeft een bijpassend weergave-instrument voor selectie. Niet-gestandaardiseerde thermokoppels zijn inferieur aan gestandaardiseerde thermokoppels wat betreft gebruiksbereik of orde van grootte, en hebben over het algemeen geen uniforme schaal. Ze worden voornamelijk gebruikt voor metingen bij bepaalde speciale gelegenheden.

Basisstructuur van thermokoppels:
De basisstructuur van thermokoppels die worden gebruikt voor industriële temperatuurmetingen omvat thermokoppeldraad, isolatie buis, beschermbuis en aansluitdoos, enz.

Veelgebruikte thermokoppeldraden en hun eigenschappen:
A. Platina-rhodium 10-platina thermokoppel (met afstudeernummer S, ook bekend als enkel platina-rhodium thermokoppel). De positieve elektrode van dit thermokoppel is een platina-rhodiumlegering 10% rhodium, en de negatieve elektrode is puur platina;

Functies:
(1) Stabiele thermo-elektrische prestaties, sterke oxidatieweerstand, geschikt voor continu gebruik in een oxiderende atmosfeer, gebruikstemperatuur op lange termijn kan 1300 ℃ bereiken, wanneer het 1400℃ overschrijdt, zelfs in de lucht, zuivere platinadraad zal herkristalliseren, waardoor de korrels grof en gebroken worden;
(2) Hoge precisie. Het is de hoogste nauwkeurigheidsgraad van alle thermokoppels en wordt meestal gebruikt als standaard of om hogere temperaturen te meten;
(3) Breed toepassingsgebied, goede uniformiteit en uitwisselbaarheid;
(4) De belangrijkste nadelen zijn: klein differentieel thermo-elektrisch potentieel, dus lage gevoeligheid; dure prijs, lage mechanische sterkte, niet geschikt voor gebruik in een reducerende atmosfeer of onder omstandigheden van metaaldamp.

B. Platina-rhodium 13-platina thermokoppel (met een afstudeernummer van R, ook bekend als enkel platina-rhodium thermokoppel) De positieve elektrode van dit thermokoppel is een platina-rhodiumlegering 13%, en de negatieve elektrode is puur platina. Vergeleken met het S-type, het potentiële tarief is ongeveer 15% hoger. Andere eigenschappen zijn vrijwel hetzelfde. Dit type thermokoppel wordt in de Japanse industrie het meest gebruikt als hogetemperatuurthermokoppel, maar het wordt minder gebruikt in China;

C. Platina-rhodium 30-platina-rhodium 6 thermokoppel (afdelingsnummer B, ook bekend als dubbel platina-rhodium thermokoppel) De positieve elektrode van dit thermokoppel is een platina-rhodiumlegering 30% rhodium, en de negatieve elektrode is een platina-rhodiumlegering 6% rhodium. Bij kamertemperatuur, het thermo-elektrische potentieel is erg klein, Daarom worden tijdens de meting doorgaans geen compensatiedraden gebruikt, en de invloed van veranderingen in de koude eindtemperatuur kan worden genegeerd. De gebruikstemperatuur op lange termijn is 1600 ℃, en de gebruikstemperatuur op korte termijn is 1800 ℃. Omdat het thermo-elektrische potentieel klein is, een weergave-instrument met een hogere gevoeligheid is vereist.

Type B thermokoppels zijn geschikt voor gebruik in oxiderende of neutrale atmosferen, en kan ook worden gebruikt voor kortdurend gebruik in vacuümatmosferen. Zelfs in een reducerende atmosfeer, zijn leven is 10 naar 20 maal die van type B. keer. Omdat de elektroden zijn gemaakt van platina-rhodiumlegering, het heeft niet alle nadelen van de negatieve elektrode van platina-rhodium-platina thermokoppel. Er is weinig neiging tot grote kristallisatie bij hoge temperatuur, en het heeft een grotere mechanische sterkte. Tegelijkertijd, omdat het minder invloed heeft op de opname van onzuiverheden of de migratie van rhodium, het thermo-elektrische potentieel verandert niet ernstig na langdurig gebruik. Het nadeel is dat het duur is (ten opzichte van enkelvoudig platina-rhodium).

D. Nikkel-chroom-nikkel-silicium (nikkel-aluminium) thermokoppel (beoordelingsnummer is K) De positieve elektrode van dit thermokoppel is een nikkel-chroomlegering 10% chroom, en de negatieve elektrode is een nikkel-siliciumlegering 3% silicium (de negatieve elektrode van producten in sommige landen is puur nikkel). Het kan de mediumtemperatuur van 0-1300℃ meten en is geschikt voor continu gebruik bij oxiderende en inerte gassen. De gebruikstemperatuur op korte termijn is 1200 ℃, en de gebruikstemperatuur op lange termijn is 1000 ℃. Het thermo-elektrische potentieel is. De temperatuurrelatie is ongeveer lineair, de prijs is goedkoop, en het is momenteel het meest gebruikte thermokoppel.

K-type thermokoppel is een thermokoppel van onedel metaal met een sterke oxidatieweerstand. Het is niet geschikt voor gebruik met blanke draad in vacuüm, zwavelhoudend, koolstofhoudende atmosfeer, en redox wisselende atmosfeer. Wanneer de partiële zuurstofdruk laag is, het chroom in de nikkel-chroomelektrode zal bij voorkeur worden geoxideerd, waardoor een grote verandering in het thermo-elektrische potentieel ontstaat, maar het metaalgas heeft er weinig effect op. Daarom, Vaak worden metalen beschermbuizen gebruikt.

Met gele stekker. Veerbelast thermokoppel K-type

K-type temperatuursensor met roestvrijstalen sonde

K-type roestvrijstalen thermokoppel-temperatuursensor uit de WRN-K-serie

Nadelen van thermokoppels van het K-type:
(1) De stabiliteit bij hoge temperaturen van het thermo-elektrische potentieel is slechter dan die van thermokoppels van het N-type en thermokoppels van edelmetaal. Bij hogere temperaturen (Bijvoorbeeld, boven de 1000°C), het wordt vaak beschadigd door oxidatie.
(2) De thermische cyclusstabiliteit op korte termijn is slecht in het bereik van 250-500°C, dat is, op hetzelfde temperatuurpunt, de thermo-elektrische potentiaalwaarden zijn verschillend tijdens het verwarmings- en koelproces, en het verschil kan oplopen tot 2-3°C.
(3) De negatieve elektrode ondergaat een magnetische transformatie in het bereik van 150-200°C, waardoor de schaalwaarde in het bereik van kamertemperatuur tot 230°C afwijkt van de schaalverdelingstabel. In het bijzonder, bij gebruik in een magnetisch veld, thermo-elektrische potentiële interferentie die onafhankelijk is van de tijd komt vaak voor.
(4) Bij langdurige blootstelling aan mediumsysteembestraling met hoge flux, de elementen zoals mangaan (Mn) en kobalt (Co) in de negatieve elektrode een transformatie ondergaan, waardoor de stabiliteit slecht is, wat resulteert in een grote verandering in het thermo-elektrische potentieel.

E. Nikkel-chroom-silicium-nikkel-silicium thermokoppel (N) De belangrijkste kenmerken van dit thermokoppel zijn: sterke temperatuurcontrole en oxidatieweerstand onder 1300℃, goede stabiliteit op lange termijn en reproduceerbaarheid van de thermische cyclus op korte termijn, goede weerstand tegen nucleaire straling en lage temperaturen. In aanvulling, in het bereik van 400-1300 ℃, de lineariteit van de thermo-elektrische eigenschappen van het N-type thermokoppel is beter dan die van het K-type. Echter, de niet-lineaire fout is groot in het lage temperatuurbereik (-200-400℃), en het materiaal is hard en moeilijk te verwerken.

E. Koper-koper-nikkel thermokoppel (T) T-type thermokoppel, de positieve elektrode van dit thermokoppel is puur koper, en de negatieve elektrode is een koper-nikkellegering (ook bekend als constantaan). De belangrijkste kenmerken zijn: onder de thermokoppels van onedele metalen, het heeft de hoogste nauwkeurigheid en goede uniformiteit van de thermo-elektrode. De bedrijfstemperatuur bedraagt ​​-200~350℃. Omdat het koperen thermokoppel gemakkelijk oxideert en de oxidefilm gemakkelijk eraf valt, bij gebruik in een oxiderende atmosfeer mag de temperatuur over het algemeen niet hoger zijn dan 300 ℃, en ligt binnen het bereik van -200~300℃. Ze zijn relatief gevoelig. Een ander kenmerk van koper-constantaan-thermokoppels is dat ze goedkoop zijn, en ze zijn de goedkoopste van een aantal veelgebruikte gestandaardiseerde producten.

F. IJzer-constantaan thermokoppel (beoordelingsnummer is J)
J-type thermokoppel, de positieve elektrode van dit thermokoppel is puur ijzer, en de negatieve elektrode is constantaan (koper-nikkellegering), die wordt gekenmerkt door zijn goedkope prijs. Het is geschikt voor het verminderen of inerte atmosfeer van vacuümoxidatie, en het temperatuurbereik is van -200 ~ 800 ℃. Echter, de algemeen gebruikte temperatuur ligt slechts onder de 500℃, omdat na het overschrijden van deze temperatuur, de oxidatiesnelheid van het ijzeren thermokoppel versnelt. Als er een dikke draaddiameter wordt gebruikt, het kan nog steeds bij hoge temperaturen worden gebruikt en heeft een langere levensduur. Dit thermokoppel is bestand tegen corrosie door waterstof (H2) en koolmonoxide (CO) gassen, maar kan niet worden gebruikt bij hoge temperaturen (bijv. 500℃) zwavel (S) atmosferen.

G. Nikkel-chroom-koper-nikkel (Constantaan) thermokoppel (divisiecode E)
Type E thermokoppel is een relatief nieuw product, met een positieve elektrode van een nikkel-chroomlegering en een negatieve elektrode van een koper-nikkellegering (Constantaan). Het grootste kenmerk is dat van de veelgebruikte thermokoppels, het thermo-elektrische potentieel is het grootste, dat is, de gevoeligheid is het hoogst. Hoewel het toepassingsbereik niet zo breed is als dat van Type K, het wordt vaak geselecteerd onder omstandigheden die een hoge gevoeligheid vereisen, lage thermische geleidbaarheid, en toelaatbare grote weerstand. De gebruiksbeperkingen zijn dezelfde als die van Type K, maar het is niet erg gevoelig voor corrosie in atmosferen met een hoge luchtvochtigheid.

Als aanvulling op het bovenstaande 8 veelgebruikte thermokoppels, er zijn ook thermokoppels van wolfraam-rhenium, platina-rhodium thermokoppels, iridium-germanium thermokoppels, platina-molybdeen thermokoppels, en thermokoppels van niet-metalen materialen als niet-gestandaardiseerde thermokoppels. De volgende tabel geeft de relatie weer tussen de materiaalspecificaties en draaddiameter van veelgebruikte thermokoppels en de gebruikstemperatuur:

Thermokoppel-classificatienummer Draaddiameter (mm) Lange termijn Korte termijn
SΦ0,513001600
RF0,513001600
BΦ0,516001800
KΦ1,28001000

(4) Temperatuurcompensatie van het koude uiteinde van het thermokoppel
Om de kosten van thermokoppelmaterialen te besparen, vooral bij het gebruik van edele metalen, Meestal wordt een compensatiedraad gebruikt om het koude uiteinde te verlengen (vrij einde) van het thermokoppel naar de controlekamer waar de temperatuur relatief stabiel is en sluit het aan op de instrumentterminal. Het mag duidelijk zijn dat de rol van de thermokoppelcompensatiedraad beperkt is tot het verlengen van het thermokoppel en het verplaatsen van het koude uiteinde van het thermokoppel naar de instrumentterminal in de controlekamer.. Het kan zelf de invloed van de temperatuurverandering aan het koude uiteinde op de temperatuurmeting niet elimineren en kan geen compenserende rol spelen.

Isolerende buis

De werkende uiteinden van het thermokoppel zijn stevig aan elkaar gelast, en de thermokoppels moeten worden beschermd door isolatiebuizen. Er zijn veel materialen beschikbaar voor het isoleren van buizen, die voornamelijk zijn onderverdeeld in organische en anorganische isolatie. Voor het hoge temperatuureinde, anorganische materialen moeten worden geselecteerd als isolatiebuizen. Algemeen, klei-isolatiebuizen kunnen onder 1000 ℃ worden geselecteerd, hoge aluminium buizen kunnen worden geselecteerd onder 1300 ℃, en korundbuizen kunnen onder 1600 ℃ worden geselecteerd.

Beschermende buis

De functie van de beschermbuis is om te voorkomen dat de thermokoppelelektrode direct contact maakt met het gemeten medium. Zijn functie verlengt niet alleen de levensduur van het thermokoppel, maar biedt ook de functie van het ondersteunen en fixeren van de thermo-elektrode en het vergroten van de sterkte ervan. Daarom, de juiste keuze van thermokoppelbeschermbuizen en isolatiematerialen is cruciaal voor de levensduur en meetnauwkeurigheid van het thermokoppel. De materialen van de beschermbuis zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee categorieën: metaal en niet-metaal.

Samenvatting:
Thermokoppels zijn veelgebruikte sensoren bij industriële temperatuurmetingen, die worden gekenmerkt door een hoge nauwkeurigheid, zuinigheid en toepasbaarheid in een breed temperatuurbereik. Het meet door het temperatuurverschil tussen het warme uiteinde en het koude uiteinde te meten.

Om de temperatuur van het hot-end-detectiepunt te verkrijgen, het is noodzakelijk om de koude eindtemperatuur te meten en de output van het thermokoppel dienovereenkomstig aan te passen. Typisch, de koude overgang wordt op dezelfde temperatuur gehouden als de ingang van de signaalverwerkingseenheid van het thermokoppel via een materiaalplaat met een hoge thermische geleidbaarheid. Koper is een materiaal met een ideale thermische geleidbaarheid (381W/mK). De ingangsaansluiting moet elektrisch geïsoleerd zijn om te voorkomen dat het thermokoppelsignaal de warmtegeleiding op de chip verstoort. De gehele signaalverwerkingseenheid bevindt zich bij voorkeur in deze isotherme omgeving.

Het signaalbereik van het thermokoppel ligt meestal op het microvolt/℃-niveau. De signaalverwerkingseenheid van het thermokoppel is zeer gevoelig voor elektromagnetische interferentie (EMI), en de thermokoppellijn wordt vaak verstoord door EMI. EMI vergroot de onzekerheid van het ontvangen signaal en schaadt de nauwkeurigheid van de verzamelde temperatuurgegevens. In aanvulling, de speciale thermokoppelkabel die nodig is voor de verbinding is ook duur, en als andere soorten kabels niet zorgvuldig worden vervangen, het kan analyseproblemen veroorzaken.

Omdat EMI evenredig is met de lengte van de lijn, de gebruikelijke opties om interferentie te minimaliseren zijn het plaatsen van het regelcircuit dicht bij het detectiepunt, voeg een extern bord toe dichtbij het detectiepunt, of gebruik complexe signaalfiltering en kabelafscherming. Een elegantere oplossing is om de thermokoppeluitgang dichtbij het detectiepunt te digitaliseren.

(5) Productiestroom van thermokoppelproces
De controle van het productieproces van thermokoppels omvat het volgende:
1) Draadinspectie: controleer geometrische afmetingen en thermo-elektrisch potentieel.
2) Compensatiedraadinspectie: controleer geometrische afmetingen en thermo-elektrisch potentieel.
3) Onderdelen zoals plastic stopcontacten voorbereiden en inspecteren, aluminium doppen, vuurvaste basen, papieren kokers en kleine papieren kokers.
4) Lassen met heet einde: controleer het gekwalificeerde aantal soldeerverbindingen en het gekwalificeerde aantal lengtes via het P-controlediagram.
5) Draadgloeien: inclusief primair gloeien (gloeien na alkalisch wassen en zuur wassen) en secundair gloeien (gloeien na passage door de U-vormige buis), controle van de ontlatingstemperatuur en -tijd.
6) Procesinspectie: inclusief polariteitsoordeel, lusweerstand en uiterlijkkwaliteit, evenals inspectie van geometrische afmetingen.
7) Koudeindlassen: controle lasspanning, controleer de vorm en bolgrootte van de soldeerverbinding.
8) Montage en gieten: naar wens monteren, inclusief het regelen van de hot end-positie en de compensatiedraadafstand. Gietvereisten omvatten cementvoorbereiding, baktemperatuur en -tijd, en isolatieweerstandsmeting.
9) Eindinspectie: Controleer de geometrie, lus weerstand, positieve en negatieve polariteit en isolatieweerstand.

(6) Toepassing van thermokoppelsensoren
Thermokoppels worden gevormd door twee verschillende geleiders met elkaar te verbinden. Wanneer de meet- en referentieknooppunten zich op verschillende temperaturen bevinden, de zogenaamde thermo-elektromagnetische kracht (EMV) wordt gegenereerd. Doel van het knooppunt Het meetknooppunt is het deel van het thermokoppelknooppunt dat zich op de gemeten temperatuur bevindt.

De referentieverbinding speelt de rol van het handhaven van een bekende temperatuur of het automatisch compenseren van temperatuurveranderingen in het thermokoppel. In conventionele industriële toepassingen, het thermokoppelelement is meestal verbonden met de connector, terwijl de referentieverbinding is verbonden met een gecontroleerde omgeving met een relatief stabiele temperatuur via een geschikte thermokoppelverlengdraad. Het type verbinding kan een shell-verbonden thermokoppelverbinding of een geïsoleerde thermokoppelverbinding zijn.

De shell-connected thermokoppelverbinding is via een fysieke verbinding met de sondewand verbonden (lassen), en warmte wordt van buiten naar de kruising overgedragen via de sondewand om een ​​goede warmteoverdracht te bereiken. Dit type junctie is geschikt voor het meten van de temperatuur van statische of stromende corrosieve gassen en vloeistoffen, evenals enkele hogedruktoepassingen.

Geïsoleerde thermokoppels hebben verbindingen die gescheiden zijn van de sondewand en omgeven zijn door een zacht poeder. Hoewel geïsoleerde thermokoppels een langzamere respons hebben dan thermokoppels met mantel, ze zorgen voor elektrische isolatie. Voor metingen in corrosieve omgevingen worden geïsoleerde thermokoppels aanbevolen, waarbij het thermokoppel volledig elektrisch geïsoleerd is van de omgeving door een omhulsel.

Thermokoppels met zichtbare uiteinden zorgen ervoor dat de bovenkant van de kruising de omgeving kan binnendringen. Dit type thermokoppel biedt de beste responstijd, maar is alleen geschikt voor niet-corrosief, niet-gevaarlijk, en niet-onder druk staande toepassingen. De responstijd kan worden uitgedrukt in termen van een tijdconstante, die wordt gedefinieerd als de tijd die nodig is voordat de sensor verandert 63.2% van de initiële waarde tot de uiteindelijke waarde in de gecontroleerde omgeving. Thermokoppels met zichtbare aansluitingen hebben de hoogste reactiesnelheid, en hoe kleiner de diameter van de sondemantel, hoe sneller de reactiesnelheid, maar hoe lager de maximaal toegestane meettemperatuur.

Thermokoppels met verlengdraden gebruiken verlengdraad om de referentieverbinding van het thermokoppel over te brengen naar een draad aan het andere uiteinde, die zich meestal in de gecontroleerde omgeving bevindt en dezelfde temperatuur-elektromagnetische frequentiekarakteristieken heeft als het thermokoppel. Wanneer correct aangesloten, de verlengdraad brengt het referentieverbindingspunt over naar de gecontroleerde omgeving.