技术︱使用热电偶能够准确测量表面温度
热电偶测温原理及应用
热电偶测温原理及应用摘要热电偶测温在化工生产中有着重要的意义, 本文阐述了热电偶测温的原理及其应用。
关键词温度测温方法热电偶测温一、热电偶测温基本原理将两种不同材料(但符合一定要求)的导体或半导体A 和B 的任意一端焊接在一起就构成了热电偶。
组成热电偶的导体或半导体称为热电极, 被焊接的一端插入测温场所,称为工作端, 另一端称冷端。
当两端温度不同时就会有热电势产生, 它是测量温度的感温元件, 将温度信号转换为电信号再由仪表显示出来。
热电偶的测温原理就是利用了热电效应。
任意两种材质不同的金属导体或半导体A 和B 首尾连接成闭合回路, 只要两接点T1和T2 的温度不同, 就会产生热电势, 形成热电流, 这就是热电效应。
热电偶原理图热电势的大小与材质有关, 与热电偶两端的温差有关。
对应一定材质, 其两端的温度与热电势间有固定的函数关系, 利用这个关系就可以测出温度值来。
热电偶的热电势随温度的升高而增大, 其热电势的大小与热电偶的材料和热电偶两端的温度值有关, 而与热电极的长度、直径无关。
1 .热电偶的广义分类热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所为标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶, 它有与其配套的显示仪表。
非标准热电偶在使用范围或数量级上均不及标准热电偶, 一般也没有统一的分度表, 主要用于某些特殊场合的测量。
为了保证热电偶可靠、稳定地工作, 对它的结构要求是:组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;两个热电极彼此之间应很好地绝缘, 以防短路;补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
2 .热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时), 而测温点到仪表的距离都很远, 为了节省热电偶材料, 降低成本, 通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内, 连接到仪表端子上。
表面贴片式热电偶
表面贴片式热电偶
表面贴片式热电偶是一种用于测量物体表面温度的传感器。
它由热敏电阻和不锈钢保护套组成,热敏电阻贴附在物体表面,通过测量热敏电阻的电阻值变化来间接测量物体表面温度。
表面贴片式热电偶具有以下特点:
1. 安装方便:由于热敏电阻可以直接贴附在物体表面,不需要额外的安装支架或固定装置,因此安装非常方便。
2. 响应迅速:热敏电阻与物体表面紧密接触,能够迅速感知到物体表面温度的变化。
3. 测量精度高:热敏电阻的阻值与温度之间具有一定的线性关系,通过准确测量阻值变化可以得到较准确的温度值。
4. 耐用性强:不锈钢保护套能够保护热敏电阻免受外部环境的影响,提高传感器的耐久性和稳定性。
表面贴片式热电偶在工业自动化、电力设备、电子设备、医疗器械等领域广泛应用。
它可用于监测设备表面温度,保护设备免受过热损坏;也可用于研发和生产过程中的温度控制和监测,确保产品质量和可靠性。
两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法
两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法简介热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。
本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。
第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟IC内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。
热电偶原理如图1所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量(“热”)接合点。
金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。
在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做参考(“冷”)接合点。
图1.热电偶*我们使用术语“测量接合点“和“参考接合点”而不是更传统的“热接合点”和“冷接合点”。
传统命名体系可能会令人产生困惑,因为在许多应用中,测量接合点可能比参考接合点温度更低。
在参考接合点处产生的电压取决于测量接合点和参考接合点两处的温度。
由于热电偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件,必须知道参考接合点温度以获得精确的绝对温度读数。
这一过程被称为参考接合点温度补偿(冷接合点补偿)。
热电偶已成为在合理精度内高性价比测量宽温度范围的工业标准方法。
它们应用于高达约+2500°C的各种场合,如锅炉、热水器、烤箱和风机引擎等。
K型是最受欢迎的热电偶,包括Chromel®和Alumel®(特点是分别含铬、铝、镁和硅的镍合金),测量范围是–200°C至+1250°C。
为什么使用热电偶?优点∙温度范围广:从低温到喷气引擎废气,热电偶适用于大多数实际的温度范围。
热电偶测量温度范围在–200°C至+2500°C之间, 具体取决于所使用的金属线。
∙坚固耐用:热电偶属于耐用器件,抗冲击振动性好,适合于危险恶劣的环境。
∙响应快:因为它们体积小,热容量低,热电偶对温度变化响应快,尤其在感应接合点裸露时。
它们可在数百毫秒内对温度变化作出响应。
热电偶测量温度的原理与应用
热电偶测量温度的原理与应用1. 热电偶原理热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理基于热电效应。
其基本构成是由两种不同金属导线组成的电极对,当两个导线接触并形成闭合回路时,产生了热电效应。
热电效应是指当两个导线的温度存在差异时,导线之间会产生电压。
这种电压受到温度差异的影响,并且具有线性关系。
2. 热电偶的工作原理热电偶的工作原理基于两个主要效应:塞贝克效应和泰尔贝克效应。
2.1 塞贝克效应塞贝克效应是指当两个不同金属导线接触并形成闭合回路时,由于温度差异引起的电压差。
这种电压差称为塞贝克电势差。
塞贝克效应是一种温度差测量原理,其产生的电压差与温度差务必具有线性关系。
2.2 泰尔贝克效应泰尔贝克效应是指当热电偶的两个导线的两端存在不同温度时,导线本身会产生冷热电势差。
冷端和热端的电势差为塞贝克电势差的一部分,这是由于导线材料的特性引起的。
泰尔贝克效应是一种温度测量原理,使得热电偶电压与环境温度存在关联。
3. 热电偶的应用热电偶由于其简单、可靠和广泛使用的特点,在许多领域中被广泛应用于温度测量。
下面是一些常见的应用场景:3.1 工业过程控制热电偶常用于工业过程控制中,例如炉温、熔炼温度、蒸汽温度等的监测和控制。
由于热电偶具有较高的测量范围和耐高温性能,这使得它们在工业环境中非常合适。
3.2 热处理热电偶广泛用于热处理过程中的温度测量。
例如,淬火、退火和热镀等过程需要严格控制温度。
热电偶的高精度和可靠性使其成为热处理过程中的理想选择。
3.3 实验室研究热电偶在实验室研究中也有广泛的应用。
例如,材料科学领域的热性能测量、热解析等可以通过热电偶来进行准确测量。
3.4 汽车工业热电偶常用于汽车工业中的温度测量,例如引擎温度、液体温度等的监测。
汽车引擎制造商使用热电偶来确保引擎在严酷工作条件下的温度控制。
3.5 空调与制冷热电偶也被广泛用于空调和制冷系统的温度测量和控制,确保系统的高效运行。
4. 总结热电偶是一种基于热电效应的温度测量装置,利用塞贝克效应和泰尔贝克效应测量温度差异产生的电压差。
热电偶实验结果及结论
热电偶实验结果及结论
温度感应是普遍存在的,它能够帮助我们精确测量温度。
热电偶是一种常用的感温元件,
可以用于测量所处环境的温度。
本篇文章讨论了热电偶实验的结果和结论。
热电偶实验的目的是测量一个物体的静温,并以此判断这个物体的供热特性。
本次实验中,我们采用了一块热电偶,它由两个精密的铂材料组成,其间由一个特定的介质,如水或油
隔开。
实验中,一端插入一个信号源,另一端连接电气链接装置,用以记录测量值。
实验中先将热电偶安装在物体表面上,然后使用电路仪表记录热电偶的静态温度。
实验结果显示,表面温度为30.7℃。
我们能够从热电偶实验结果中确定物体的表面温度,从而推
断出物体的供热特性。
结论是,热电偶实验物体表面温度为30.7℃,物体的供热特性判断可以根据实验结果进行。
通过本次实验,我们发现热电偶测量温度方式非常有效,它们能够准确地测量出物体表面
和内部的温度。
除此之外,还有其他技术可以用来测量温度,但热电偶的优势在于其灵敏
度和准确性,可以让我们对物体的热量输入和产出有更清晰的了解。
总之,热电偶实验能够帮助我们准确测量物体内部以及表面的温度,这使我们能够更加清楚地了解物体的热量流动规律。
热电偶测表面温度
热电偶测表面温度
热电偶是一种能够测量温度的传感器,常用于精确测量金属表面温度。
测量表面温度时,需要将热电偶与表面接触,并使用热电偶表读取温度值。
具体操作步骤如下:
1.将热电偶固定在需要测量的物体表面,确保与表面接触良好。
2.将热电偶的另一端连接到热电偶表。
3.打开热电偶表电源,并选择热电偶类型和温度单位。
4.等待热电偶表显示出稳定的温度值。
需要注意的是,在测量过程中要避免热电偶与其他金属物体接触,以
免干扰温度读数。
同时也要注意热电偶表的准确性,选择合适的热电偶类
型和校准热电偶表,以确保测量结果的精确性。
表面温度热电偶
表面温度热电偶
表面温度热电偶是一种用于测量物体表面温度的传感器。
它是由两个不同金属材料制成的导线,通过热电效应来测量物体表面的温度变化。
当一个金属导线与另一个金属导线连接在一起时,它们之间会产生一个电势差,这个电势差可以通过测量来计算出物体的温度。
表面温度热电偶的原理是基于热电效应的。
热电效应是指当两个不同金属导线的两端温度不一样时,导线之间会产生一个电势差。
这是因为不同金属导线的电子在温度差的作用下会发生迁移,从而形成了电势差。
根据热电效应的原理,我们可以通过测量金属导线之间的电势差来推算出物体的表面温度。
表面温度热电偶的应用非常广泛。
它可以用于测量各种物体的表面温度,包括液体、气体、固体等。
在工业领域,表面温度热电偶常常被用于监测设备的工作温度,以确保设备正常运行。
在医疗领域,表面温度热电偶可以用于测量人体的体温,帮助医生进行诊断。
使用表面温度热电偶时,我们需要将其放置在需要测量的物体表面。
热电偶的两个导线会与物体表面接触,从而感知到物体的温度变化。
通过测量导线之间的电势差,我们可以得到物体的表面温度。
表面温度热电偶是一种非常有用的传感器,可以用于测量物体表面的温度变化。
它的原理是基于热电效应,通过测量金属导线之间的电势差来推算物体的温度。
它的应用广泛,可以用于工业、医疗等
领域。
使用表面温度热电偶时,我们需要将其放置在需要测量的物体表面,通过测量导线之间的电势差来获取物体的表面温度。
热电偶测温度原理
热电偶测温度原理
嘿,朋友们!今天咱要来聊聊热电偶测温度原理这玩意儿,可神奇啦!
你知道吗,热电偶就像是我们身体里的神经一样,能敏锐地感知温度的变化。
比如说,你想想看啊,大夏天走在外面,太阳火辣辣地晒着,你是不是一下子就能感觉到热?热电偶也是这样,它能特别迅速地察觉到温度的高低呢!
热电偶是由两种不同的金属连接在一起组成的。
这就好像是两个人手牵手,一起面对温度的挑战。
当温度发生变化时,会在这两种金属之间产生电动势。
哎呀呀,这不就像是两个小伙伴一起努力,产生了神奇的力量嘛!比如说,你把热电偶放在热水里,哇塞,它马上就有反应啦,产生的电动势就告诉我们水有多热啦。
有一次,我和小伙伴在实验室里做实验,就用到了热电偶。
我们当时特别好奇那个小小的热电偶到底能不能准确测量温度。
当我们看到它显示出的数值和实际温度那么接近的时候,我们都兴奋得跳起来啦!“哇,这也太厉害啦!”我当时就喊了出来。
这就好像你一直期待一件事情,然后它真的完美地达成了,那心情,简直爽歪歪啊!
热电偶的应用那可太广泛啦,从工业生产到日常生活,到处都有它的身影。
就好像是一个无处不在的小英雄,默默地为我们服务着。
在工厂里,它可以监测机器的温度,保障生产的安全;在我们家里的空调、冰箱等电器里,也有它在默默工作呢。
热电偶测温度原理,真的是既神奇又实用啊!它让我们能更准确地了解温度的变化,为我们的生活和工作带来了极大的便利。
所以啊,可别小看了这小小的热电偶哦,它可厉害着呢!。
热电偶内插法计算公式
热电偶内插法计算公式
热电偶内插法是一种通过测量热电偶被插入物体中的温度来测量物体表面温度的方法。
它使用一对热电偶,一个安装在物体表面,另一个安装在物体内部。
热电偶内插法可以用来测量蒸汽、热水、液体等物体的表面温度。
热电偶内插法的计算公式是:T表面=T内部+[(R1/(R1+R2))*(T表面-T内部)],其中T表面是物体表面的温度,T内部是物体内部的温度,R1是热电偶1的电阻,R2是热电偶2的电阻。
热电偶内插法有许多优点,首先,它可以实现精确的温度测量,因为它可以准确测量物体表面和内部的温度。
其次,它可以有效地测量热水、蒸汽等较高温度的物体表面温度,因为它可以将温度测量范围扩展到超出一般温度范围的温度。
最后,它可以用于各种材料,因为可以使用各种热电偶,根据不同的物质而变化。
热电偶内插法是一种非常有用的技术,可以准确测量物体表面的温度,也可以用于不同的材料。
然而,它也有一些缺点,例如,它需要插入到物体内部,安装起来可能会比较麻烦,而且安装不当可能会影响测量结果。
此外,由于它需要使用两个热电偶,因此成本也会比较高。
总之,热电偶内插法是一种有效的温度测量方法,可以准确测量各
种物体表面的温度,但它也有一些缺点,需要注意。
两种简单精确灵活的热电偶温度测量方法
两种简单精确灵活的热电偶温度测量方法Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法简介热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。
本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。
第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟IC内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。
热电偶原理如图1所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量(“热”)接合点。
金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。
在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做参考(“冷”)接合点。
图1.热电偶*我们使用术语“测量接合点“和“参考接合点”而不是更传统的“热接合点”和“冷接合点”。
传统命名体系可能会令人产生困惑,因为在许多应用中,测量接合点可能比参考接合点温度更低。
在参考接合点处产生的电压取决于测量接合点和参考接合点两处的温度。
由于热电偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件,必须知道参考接合点温度以获得精确的绝对温度读数。
这一过程被称为参考接合点温度补偿(冷接合点补偿)。
热电偶已成为在合理精度内高性价比测量宽温度范围的工业标准方法。
它们应用于高达约+2500°C的各种场合,如锅炉、热水器、烤箱和风机引擎等。
K型是最受欢迎的热电偶,包括Chromel和Alumel(特点是分别含铬、铝、镁和硅的镍合金),测量范围是–200°C至+1250°C。
为什么使用热电偶?优点•温度范围广:从低温到喷气引擎废气,热电偶适用于大多数实际的温度范围。
热电偶测量温度范围在–200°C至+2500°C之间, 具体取决于所使用的金属线。
•坚固耐用:热电偶属于耐用器件,抗冲击振动性好,适合于危险恶劣的环境。
表面热电偶
表面热电偶
表面热电偶是一种热电器件,它可以在表面测量温度。
它由一对由金属片或其他热导率材料组成的电极组成,其中一个电极被称为热端,另一个电极被称为冷端。
热端贴附到温度传感器上,冷端贴附到对热端热电动势比较低的物体,例如金属板或空气中。
当周围温度发生变化时,热端电极上的电势和冷端电极上的电势之间的差异也会发生变化,从而可以检测到温度变化。
表面热电偶有许多种不同的外形和尺寸,可以满足各种工业应用的需求。
它们可以用于室内和室外环境,耐高温,耐化学腐蚀,耐高压,耐腐蚀,耐湿度,耐热,耐震动等。
常见的热电偶,如K型、J 型、T型、E型,都可用于表面热电偶。
表面热电偶的优点是可以检测表面温度,并具有快速响应,高精度和较长的使用寿命。
它们的安装简便,成本低廉,使用寿命长,耐腐蚀性强,测量范围宽,使用环境广泛。
此外,表面热电偶还可以用于温度测量和控制。
它可以用于检测炉内温度,电加热温度,灶台温度,烤架表面温度,温度调整器和其他热量设备的温度控制,以及温度变化的记录。
另外,表面热电偶还可以用于温度不均匀性的检测,以及焊接控制和检测,塑料检测,钢化检测,防火墙检测等。
此外,表面热电偶技术还可以用于构建可编程模型系统,进行温度分布的表征,用于探测控制蒸汽凝汽系统,外部温度容器上的温度控制,以及热流量元件的模拟。
总之,表面热电偶是一种重要的热电器件,具有简单的操作,快速的响应,高精度,长寿命,易于安装,成本低廉,较长的使用寿命,耐腐蚀性强,测量范围宽等优点,使其可以应用于各种温度控制和测量领域。
使用热电偶测量温度
E 型 EN 60 584 镍铬 – 铜镍
J 型 EN 60 584 铁 – 铜镍
K 型 EN 60 584 镍铬 – 镍
S 型 EN 60 584 铂 10%铑 – 铂
根据 IEC 60584,热电偶类型被再划分为三个公差
等级:
等级
1
公差(±)
0.5℃ or 0.004*(t)
T型
-40℃…+350℃
90%铂,10%铑 0.193 ≈100%(纯铂) 0.107 表格 3. 材料成分
由于这些测试步骤都是关于接触式测温法的,所 以也要介绍下这种方法所带来的系统误差。当固定热 电偶的时候,有一部分能量会因此散逸掉。所以,了 解热电偶对应的测试精度是十分重要的。
对于测量 LED 焊点的温度 Ts,推荐使用的是 K 型 的热电偶。因为这种型号的热电偶的热导率是所有型 号的热电偶中最低的,所以从热电偶散逸掉的能量比 其他型号的热电偶都少。另外要尽可能低降产生的系 统误差,热电偶的尺寸就要尽可能地小。
需要注意的是不要在热电偶上施加太大的压力, 并且热电偶与 LED 之间不能存在有不需要的金属接触 的情况。还需要用欧姆表对电路进行确认,一旦发现 有电气接触,整个固定过程就需要重新进行。大约经 过 40 分钟后,粘接剂就可以用于温度测试了。在测试 完移除热电偶时要使用电烙铁,因为大多数粘接剂只 有在高温下才会熔化。
的铜箔(厚度为 35 微米),一个固定环和锁在接触面上 的四颗螺丝。一个表面发射率为 0.94 的黑色薄膜被用 来作为红外照相机的辐射转化器。铜箔的厚度与 LED 对应的常用焊盘厚度一致。这样使热电偶的影响可以 通过红外照相机的帮助以图像的形式呈现出来。
图 3. 附着在欧司朗 PowerTOPLED 上的热电偶
热电偶测量温度的原理
热电偶测量温度的原理
热电偶是一种常用的温度测量装置,它基于热电效应的原理进行温度测量。
热电偶由两种不同金属组成的导线材料组成,两端形成一个热电结。
根据热电效应的原理,当两个不同金属材料形成一个闭合回路时,如果两个接点处温度不同,就会在回路中产生一种称为热电势的电动势。
这种热电势与接触处的温度差有关。
具体而言,热电偶的工作原理是利用两种不同金属的热电势差来测量温度。
一般情况下,热电偶的工作原理可归纳为两个重要方面:热电效应和温度-电势关系。
首先是热电效应。
当两种不同金属材料在接触处温度不同时,不同材料之间会存在电势差,称为热电势。
这个热电势是由于两种金属的电子云在温度不同的条件下具有不同的能带结构所导致的。
其次是温度-电势关系。
根据热电效应的原理,热电偶通过测量两个接点处温度差来计算物体的温度。
由于不同金属材料的热电势与温度之间存在一定的关系,可以通过测量产生的电压来推导出温度。
在热电偶的实际应用中,常常将其中一个金属材料作为参考电极,将温度相对于参考电极的电压作为测量温度的依据。
这样可以减小测量误差,并使测量结果更加可靠。
总的来说,热电偶的工作原理是基于热电效应,通过测量两种金属之间的热电势差来计算温度。
通过选择合适的金属材料组合和准确测量电压,可以得到精确的温度测量结果。
技术︱使用热电偶能够准确测量表面温度吗?
技术︱使⽤热电偶能够准确测量表⾯温度吗?摘要虽然热电偶是最常见的表⾯温度测量⽅法,但因为热电偶的读数实际上是其⾃⾝电流温度的测量值,所以测量的挑战始终是如何让热电偶正确匹配已测表⾯的热量。
但是,当依靠热电偶的测量值作为确定发射率的参考值时,很少有红外热像师会考虑这⼀测量值的不确定性。
本⽂将阐述热电偶背后的原理,并通过⽰范,说明其在使⽤过程中存在的诸多问题。
另外,我们也将重点介绍优先使⽤红外热像仪和热电偶组合的情况,以及红外热像仪本⾝作为测量表⾯温度出众⽅法的案例。
引⾔⼤量的商业和⼯业流程依靠精确的温度测量。
但是否精确执⾏了测量?测温⽅式以及测温精度是所有应⽤中都必须回答的两个极为重要的问题。
我们将在全⽂中对这⼀话题进⾏讨论。
本⽂的核⼼主旨围绕“使⽤热电偶精确测量表⾯温度”这⼀个最⼤的测温难题。
作者坦诚表⽰,虽然热电偶能够提供液体和⽓体的精确测温读数,但使⽤热电偶进⾏表⾯测温却存在诸多独特的问题。
背景资料“如果我们想要测温,为什么不能只⽤热电偶?”这是红外成像讲师常会问的⼀个问题,让课堂⾥使⽤红外热像仪的学⽣产⽣有趣的思考。
当被问到热电偶安装时,很多学员建议使⽤电⼯胶带,因为它价格便宜,易装易拆。
⼀位来⾃暖通空调⾏业的学员表⽰,他通常会在压缩机上⽤电⼯胶带安装热电偶,相⽐其他仪表,更倾向于依靠热电偶的测温读数。
临时性的安装热电偶可能是⼀个最糟糕的⽅法,因为它对测量表⾯温度来说并不能达到⼀致、准确的结果。
通过粘合进⾏永久性的安装对于需要获得⼀致测量结果的⼈员来说是⼀个⾸选⽅法。
当永久性的安装⽅法实施起来不⽅便也不具可⾏性时,红外成像技术会是⼀个⾸选⽅案,但并不是唯⼀的。
过去的观点物理学家Thomas Seebeck在1821年发现了“热电效应”,即受到温度梯度影响的任何导体会形成电压。
Seebeck 错误解读了这⼀效应,认为电流具有磁效应,⽽⾮电效应。
事实上,在1822年和1823年提交给普鲁⼠科学院的报告中,对他的观察结果做了如下描述:“是温差导致了⾦属和矿⽯的磁性极化”。
表面热电偶
表面热电偶表面热电偶(SurfaceThermocouples)是一种测量表面温度的传感器,它可以测量表面温度的变化以及单点温度测量点的温度。
这种表面传感器的特点在于它能够以非常精确的方式测量表面温度。
由于表面热电偶处于表面温度空间,因此能够检测到表面温度的微小变化。
表面热电偶是一种由两种不同类型的金属组成的物理装置,它们之间形成一个电流路径。
当二者之间温度变化时,连接到这条电路中的金属线会产生一些电势,然后通过放大器将电势放大,最后将放大后的信号输出显示器中显示出来。
表面热电偶使用低级功率电源来供给,所以它的功耗很小,并且没有电磁干扰,从而能够准确的测量表面温度。
表面热电偶可以在一定的温度范围内作出准确的温度测量,这样它们可以用来监测和控制表面温度的变化。
此外,它们也可以用来测量设备的表面温度,保持机器的正确性能,并保护设备免受过热或过冷的风险。
表面热电偶也可以用来检测单点温度变化,包括探测空调蒸发器的温度,以便调节它们的温度;用于检测活塞的温度,以确保活塞的正确运作;用于检测发动机燃烧室墙的温度,以确保发动机的性能;用于检测冷却器系统的温度,以保护冷却器不被过热所危及;还可以用于检测机器包装材料上的温度,以便控制包装材料的变化。
表面热电偶由不同类型的金属线组成,它们具有高效率、可靠性和低成本等特点,它们可以测量精确的表面温度,也可以用来测量单点温度变化,可以满足各种温度测量的需求。
因此,表面热电偶在工业、科学研究和环境检测等领域都有着广泛的应用。
表面热电偶的精确度取决于设备的质量,它们的使用寿命可长达几年有效,并且它们还耐高温、高能磁场和低电流测量等特点,这些都使得它们在不同的应用领域中都拥有着广泛的应用前景。
综上所述,表面热电偶是一种可用于测量表面温度变化和单点温度测量点温度的传感器,具有高精度、高可靠性、低成本、耐高温、耐高能磁场等优点,被广泛应用于工业、科学研究、生态监测等领域。
体温探测器的工作原理是
体温探测器的工作原理是体温探测器是一种用于测量人体表面温度的设备,其工作原理可以分为接触式和非接触式两种。
接触式体温探测器通常使用温度传感器来测量人体温度。
常见的传感器有热电偶和红外线传感器。
热电偶原理是基于两种不同材料的热电反应,当一个热电偶的两端温度不同时,会产生微小的电压差。
利用这个原理,接触式体温探测器可以通过将热电偶接触到人体皮肤来测量体温。
红外线传感器则是通过测量人体释放的红外线辐射来计算体温。
人体本身会发出红外线波长的辐射,而不同的温度会对应不同的辐射强度。
利用红外线传感器可以测量出人体表面的温度。
非接触式体温探测器则是利用红外线技术来测量人体温度。
红外线是一种电磁波,其波长范围在电磁波谱中处于可见光和微波之间。
红外线传感器可以感知到人体释放的红外线辐射,并通过计算测量温度。
具体原理如下:红外线传感器会发射出红外线,然后接收被测物体表面反射或辐射的红外线。
这些接收到的红外线信号会被转化为电信号,然后经过计算得出被测物体的温度。
体温探测器通常会根据测量距离和环境温度进行校准,以获得更准确的体温测量结果。
无论是接触式还是非接触式的体温探测器,其准确性和稳定性是非常重要的。
准确性受到很多因素的影响,如环境温度、测量时间和人体位置等。
因此,使用体温探测器时需要遵循操作说明,并注意消除干扰因素,以获得准确和可靠的测量结果。
总之,体温探测器的工作原理可以根据不同类型的探测器而有所不同。
接触式体温探测器通过温度传感器测量人体皮肤温度,而非接触式体温探测器则是利用红外线技术来测量人体表面温度。
无论哪种原理,都需要注意操作规范和校准,以确保准确和可靠的测量结果。
铂铑热电偶测温方式
铂铑热电偶测温方式
铂铑热电偶是一种测温仪器,它利用铂和铑两种金属的热电势差随温度变化的特性,来测量物体的温度。
测温方式主要有以下几种:
1.直接接触法:将铂铑热电偶直接接触物体表面进行测温,一般适用于固体表面温度的测量。
2.浸入式测温法:将铂铑热电偶浸入液体或气体中,可以测量其内部温度。
3.反射式测温法:利用铂铑热电偶对红外线的反射特性,通过反射的光线测量物体表面的温度。
4.绕线式测温法:将铂铑线围绕在管道或容器的表面,通过测量铂铑线上的热电势差来计算出管道或容器表面的温度。
5.视差式测温法:将铂铑热电偶与一个折射镜结合,通过测量镜子上的反射图案来计算出物体表面的温度。
表面热电偶工作原理
表面热电偶工作原理表面热电偶是一种常用的温度传感器,广泛应用于工业测温和科学研究中。
它利用热点效应将温度变化转化为电信号,从而实现对温度的测量。
下面将详细介绍表面热电偶的工作原理,包括热点效应、温度测量、信号转换、精度与线性、稳定性与可靠性等方面。
一、热点效应热点效应是指当两种不同金属的导体A和B连接在一起,并对其加热时,在连接处会产生电动势的现象。
这个电动势的大小与连接处的温度有关,因此可以利用这个效应来测量温度。
在表面热电偶中,热点效应是实现温度测量的基础。
二、温度测量表面热电偶通过测量热点效应产生的电动势来测量温度。
通常将两种不同材料的导体(通常是铜和镍)组合在一起,形成热电偶。
当热电偶受到温度变化时,由于两种导体材料之间的热电效应,会产生电动势。
这个电动势的大小与热电偶的温度有关,因此可以通过测量电动势来推算温度值。
三、信号转换表面热电偶产生的电动势非常微弱,需要进行信号转换才能进行准确的测量。
通常采用放大器和冷端补偿等方式来实现信号转换。
放大器可以将热电偶输出的微弱信号放大,以便于后续的信号处理和测量。
冷端补偿可以消除冷端(参考端)温度对测量结果的影响,提高测量的准确性。
四、精度与线性表面热电偶的精度和线性是衡量其性能的重要指标。
精度是指在一定温度范围内,测得的温度值与实际温度值的偏差大小。
线性是指在一定温度范围内,热电偶的输出电压与温度变化之间的关系是否呈线性关系。
优质的热电偶具有良好的精度和线性,能够提供更准确的温度测量结果。
五、稳定性与可靠性稳定性与可靠性是表面热电偶的重要性能指标。
稳定性是指在长时间内,热电偶的输出特性保持恒定的能力。
可靠性则是指热电偶在各种恶劣环境下能够正常工作的能力。
为了提高热电偶的稳定性和可靠性,需要选择优质的导体材料和合适的保护措施,例如涂层和封装等,以保护热电偶免受环境的影响和机械损伤。
总结:表面热电偶是一种常用的温度传感器,通过热点效应实现温度测量。
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技术︱使用热电偶能够准确测量表面温度吗?摘要虽然热电偶是最常见的表面温度测量方法,但因为热电偶的读数实际上是其自身电流温度的测量值,所以测量的挑战始终是如何让热电偶正确匹配已测表面的热量。
但是,当依靠热电偶的测量值作为确定发射率的参考值时,很少有红外热像师会考虑这一测量值的不确定性。
本文将阐述热电偶背后的原理,并通过示范,说明其在使用过程中存在的诸多问题。
另外,我们也将重点介绍优先使用红外热像仪和热电偶组合的情况,以及红外热像仪本身作为测量表面温度出众方法的案例。
引言大量的商业和工业流程依靠精确的温度测量。
但是否精确执行了测量?测温方式以及测温精度是所有应用中都必须回答的两个极为重要的问题。
我们将在全文中对这一话题进行讨论。
本文的核心主旨围绕“使用热电偶精确测量表面温度”这一个最大的测温难题。
作者坦诚表示,虽然热电偶能够提供液体和气体的精确测温读数,但使用热电偶进行表面测温却存在诸多独特的问题。
背景资料“如果我们想要测温,为什么不能只用热电偶?”这是红外成像讲师常会问的一个问题,让课堂里使用红外热像仪的学生产生有趣的思考。
当被问到热电偶安装时,很多学员建议使用电工胶带,因为它价格便宜,易装易拆。
一位来自暖通空调行业的学员表示,他通常会在压缩机上用电工胶带安装热电偶,相比其他仪表,更倾向于依靠热电偶的测温读数。
临时性的安装热电偶可能是一个最糟糕的方法,因为它对测量表面温度来说并不能达到一致、准确的结果。
通过粘合进行永久性的安装对于需要获得一致测量结果的人员来说是一个首选方法。
当永久性的安装方法实施起来不方便也不具可行性时,红外成像技术会是一个首选方案,但并不是唯一的。
过去的观点物理学家Thomas Seebeck在1821年发现了“热电效应”,即受到温度梯度影响的任何导体会形成电压。
Seebeck 错误解读了这一效应,认为电流具有磁效应,而非电效应。
事实上,在1822年和1823年提交给普鲁士科学院的报告中,对他的观察结果做了如下描述:“是温差导致了金属和矿石的磁性极化”。
Leopoldi Nobili和Macedonio Melloni这两位意大利物理学家继续Seebeck创造温差电池的工作。
这种温差电池现在被称为“温差电堆”。
当Nobili和Melloni将温差电堆与电流计耦合时,他们成为第一批能够测量红外辐射的物理学家。
热电偶的基本结构为了测量由温度梯度引起的电压变化,必须要在电路中安装一个电压计。
这就增加了两个电气接点:一个是铜到铜的接点,另一个是铜到异种金属的接点。
既然我们在电路中有两个热电偶,那么电压计要如何区别这两个热电偶?请注意,假定图1中的冰浴温度为0℃,将其作为“已知的参考接点”或已知温度。
一旦一个接点温度已知,则另一个接点的温度——也就是我们打算测量的温度——便可以通过数学公式的计算加以确定。
当你购买并安装了热电偶,要在哪个位置加冰浴?对于工厂制造的热电偶,比如Extech EA10,生产商使用硬件补偿和内部温度感应电阻代替冰浴。
这通常被称为电子冰点参考电路,区别于各类热电偶。
电压转换成温度热电偶的电压必须最终转换成温度。
热电偶产生的热电势,是热电偶两端之间的一个温差函数,该函数在非常宽的范围上非常接近线性。
下图的曲线为K型热电偶的“标准响应曲线”。
这是一个校准过程。
图2:典型K型热电偶校准曲线但是,热电偶的温度与电压关系并不一直是线性关系。
之前介绍的公式显示的是一个理想的温度与电压关系,其中Seebeck的系数α是一个常量。
但与实际情况并不符,α应该是由一个多项式表示的变量。
热电偶的校准过程会生成一条理想的曲线,如图2所示。
蓝线代表的是实际输出(毫伏)与温度的关系,虚线则是数据的“最佳拟合”线。
尽管在检查实际数据时,在某些点上可能有明显的非线性数据,但这种类型热电偶的输出电压与温度变化还是相对呈线性关系。
这一曲线仅供说明之用。
表示校准曲线的多项式系数结合毫伏输入值共同确定热电偶的温度读出值。
商用热电偶同许多其它十九世纪工业革命的发明一样,热电偶也有许多的日常用途。
图3:Extech EA10双输入温度计图3所示的热电偶是一款典型的通用测量工具。
这款热电偶可靠、经济并且可从多个批发商获得。
许多生产商会生产此类仪表,以下评论并不只针对Extech (FLIR公司)。
用户手册中所标明的EA10精度为+ / - 0.3% + 2℉。
两个K型热电偶在5分钟的时间内每个读数都在0.4℉至0.8℉之间,被认为具有良好的关联性。
说明书简单易懂,显示了仪表的所有功能,并提供英语、西班牙语和法语版本。
本文作者从Extech的多个竞争对手处下载了说明书,发现此类通用工具的说明书都类似。
所有生产商都提供了多语言版本的清晰、简洁的说明。
虽然在说明书中提供了丰富的信息,但却遗漏了一个非常重要的信息,那就是热电偶的安装方式。
生产商虽然会对仪表的操作提供说明,但并未对测量任务中最关键的一步:测量方式进行说明。
这个步骤需要理解热电偶的应用环境。
仅在Omega Engineering的一张说明书中可以找到有关热电偶安装的信息,并提到了他们的环氧胶粘剂。
请参考永久热电偶的后半部分内容。
热电偶的应用环境——表面热传导热电偶的本质只表明其达到的温度。
在对固体、液体或气体进行温度测量时,难点在于将热电偶归一化到与固体、液体或气体相同的温度。
本文探讨的是其中最大的难点——对固体表面的温度测量。
表面(名词)a)目标或物体的外表面或上边界b)点的平面或弯曲的二维轨迹无论是临时安装还是永久粘合固定的J型或K型热电偶,其一个明显的测量难点是热传导的问题。
这是因为物体表面和热电偶之间的主要传热方式的传导。
一维表面的傅立叶热传导定律为:所有的I 级、II 级和III 级红外热像师都十分熟悉这一公式和术语。
那么对公式中的A,您会采用何值?从技术角度上来看,因为它是一个点,所以必须为零。
但在现实中,它不能为零,因为在我们将热电偶放到平面或曲面上时,就能获得读数。
不妨动手尝试一下,然后注意温度上升的缓慢程度。
因为它的热传导区域很小。
万一遇到非常复杂的传导传热过程,便不能使用简单的公式。
此时,我们必须修改上述公式,引入传导形状系数的概念。
传导形状系数用于考虑特定的几何形状,不会在上述普通的公式中加以考虑。
因此,我们可以将这个普通的公式改用一个新公式,其中术语S,也就是我们的传导形状系数:在涉及球体和平面的计算中,如图4所示,我们会得到一个相当复杂的公式,其中D表示为锡球的直径,r为其半径:显然,S值越大,则热传递也越大,传递到热电偶的热量会越多,使其响应值更精确。
到目前为止,我们已说明了热量从平面传导到球面。
现在,我们必须将热量从球面传导不同的接点,从而建立温度梯度。
这就涉及到另一个公式:在上面的公式中,r1表示锡球半径,r2表示热电偶丝半径,k为锡球中材料的导热系数。
热量从我们希望测量的表面传递到对其进行测量的装置内——即使近似于稳态条件和稳态方程——会涉及一些有趣的数学概念。
如果这种情况扩展到瞬态条件,即温度变化极快,数学的计算会变得非常复杂,且测量难度大大增加。
热电偶的应用环境——表面对流既然热电偶放置在一个表面上,并引入了复杂的热传导形状系数,在增加另一个流程——对流后,问题会变得真正复杂。
所有表面都会受到三种热传递形式的影响:传导、对流和辐射。
唯一的例外情况是当表面存在于真空中时,不会发生对流。
图5中所示的热图像是连接某表面的K型热电偶,上面有一块电工胶带(整个实验装置见图7)。
我们能清晰看到导致Seebeck效应的温度梯度,如同胶带与金属表面之间的发射率差异。
图5:高温表面上K型热电偶的热图像辐射热传递差异明显。
这块将热电偶固定到表面上的胶带对来自罐体表面的热流有隔热效果。
因为在这块区域内传导热传递的耐热性明显提高,所以这块区所有上述的净效应如图7所示。
一根热电偶放入罐内并固定在罐内表面,另一根固定在大致相同的外表面位置。
预计这两个读数应完全相同,但事实上并非如此。
图7:T1和T2测量值不匹配大部分时间,这两根热电偶的温差在0.5℉范围内,但也有例外。
例外可能是因为房间的对流气流,如图6所示。
因为水的密度,所以罐内水的对流气流更大,但这导致了T2的温度相比T1发生偏移,但不会导致温差。
此处出现的读数差异虽然是由前面提到的所有效应造成的,但最主要的还是传导热传递。
珠状热电偶末端的锡球形状使热传导的发生区域非常小。
传导形状系数的大小显示相同。
既然我们已经得出“临时性安装热电偶是一个糟糕的做法”的结论,那永久性固定热电偶的方法呢?图8是一张使用FLIR GF309工业炉检测热像仪拍下的原油加热炉图像。
对炉管温度进行测量以确定炉管寿命和加热炉的工作参数。
一根热电偶被永久地固定在一根新装的炉管表面上,在图像中的左上角位置,从图片中无法看到。
图8:原油加热炉加热炉中的热电偶可能处于极端的环境中:气体温度在1,537℃以上,辐射环境在982℃以上(分别对应2800℉和1800℉)。
遗憾的是,热电偶测量的是单点温度。
虽然在持续一段时间内能提供有用的数据,但无法显示炉管内有无结焦。
结焦情况严重会最终导致炉管破裂。
从图8中你可以看到结焦情况,在热图像中呈现白色热点。
这些恶劣的环境会明显影响热电偶的长期性能。
很不幸的是,这些并不是唯一存在的问题。
粘合固定的热电偶——回归小规模如图7所示使用电工胶带的结果无法令人接受。
所以便研究出了另一个更好的方法:粘合固定热电偶。
笔者认为这在价格上将近5倍价格,但能大大改进结果。
笔者选择了两根Omega的CO1 K型快速响应热电偶。
箔片的厚度为0.0005英寸,粘合在很薄的聚合物/玻璃薄片之间。
这类热电偶极薄极平,非常适合安装在曲面上。
Omega推荐了OB200环氧胶黏剂用于安装。
根据生产商的建议将环氧胶黏剂(两部分的胶黏剂和催化剂)混合后涂在两个表面上,并进行固化处理以接近推荐的温度。
笔者需要重申的是,热电偶安装方式仅能在环氧胶黏剂的说明书中找到,而非在热电偶的说明书中进行说明。
图9:固化过程中的红外效果图10:固化过程中的可见光(热电偶)效果面对这些结果,却提出了一个难题:要相信哪个?每根热电偶以相同方式安装在容器内表面和外表面的同一位置上。
使用一块电热板加热罐体,并基于简单的对流热传递方式——封闭空间和开放空间之间不同的膜系数——没人会期望两个读数能匹配上。
虽然两根热电偶读数会在一天之中多次呈现完全一致的结果,但从热图像获得数据得出,容器外表面安装的热电偶会有8℉的温差,同时容器内表面安装的热电偶会有13℉的温差。
外表面的热电偶处在房间内空调的气流对流下。
热像仪和热电偶之间的读数基本上都不一致,特别是热像仪与外表面的热电偶之间(热电偶读出的T2读数更小)。