Thermocouples are one of the most commonly used instruments for thermometry at elevated temperatures. As of today, there are only a few types of thermocouples that are built to withstand a temperature beyond 1600 °C,however they usually have a temperature measurement uncertainty of around 1% at these high temperatures. Beyond the 1600 °C temperature span, most high temperature thermocouples tend to drift in the measurements, causing it to output a faulty and inaccurate read of the actual temperature. This thesis explores the usage of carbon fibers as a material to be used in thermocouples, by the combination of two dissimilar carbon fibers. Polyacrylonitrile (PAN) and rayon based fibers were used up to a temperature of 200 °C, where the output voltage of the thermocouple was logged. The study shows a promising and stable linear output of the electromotive force for this type of thermocouple using commercially available carbon fibers at lower temperatures. A comparison is made between the commonly used thermocouples type K and S, results shows that the carbon thermocouple have around 21% of the thermoelectrical efficiency of that of a type K or S thermocouple at 25 °C. For the case of its functionality at higher temperatures, similar graphite material has been studied through literature and found a potential increase in the thermoelectrical stability at higher temperatures beyond 2000 °C, which show that carbon-based thermocouples are well suited for high temperature measurements. / Termoelement är ett av de mest använda instrumenten för temperaturavläsning vid upphöjda temperaturer. Idag finns det bara några få typer av termoelement som är byggda för temperaturer över 1600 ℃, däremot innehar dom vanligtvis en temperaturmätnings osäkerhet på cirka 1% vid dessa höga temperaturer. Över 1600 ℃ temperaturintervallet har de flesta högtemperatur termoelement en tendens att skifta i mätningarna vilket orsakar en felaktig och inexakt mätning av den faktiska temperaturen. Denna avhandling undersöker användningen av kolfiber som ett material för användning i termoelement, genom kombinationen av två olika grafitfibrer. Polyacrylonitrile- (PAN) och Rayon-baserade fibrer användes i en sammansatt kombination upp till en temperatur av 200 ℃, där spänningen mättes mot temperaturen. Studien visar en lovande och stabil linjär effekt av dess elektromotoriska spänning för denna typ av termoelement med kommersiellt tillgängliga kolfibrer vid lägre temperaturer. En jämförelse görs mellan de vanliga termoelementen av typ K och S vid rumstemperaturer, resultaten visar att grafittermoelementen har cirka 21% av den termoelektriska effektiviteten hos den för en typ K eller S termoelement vid 25 ℃. När det gäller dess funktionalitet vid högre temperaturer har liknande grafitmaterial studerats och funnit en potentiell ökning av den termoelektriska stabiliteten vid högre temperaturer över 2000 ℃, vilket visar att grafitbaserade termoelement gör sig väl lämpade för högtemperaturmätningar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279105 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Holmström, Marcus |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:461 |
Page generated in 0.0028 seconds