熱電偶(thermocouple)是利用溫差電現(xiàn)象制成的一種測溫元件,亦稱“溫差電偶”。[1]
熱電偶用于測量液體、氣體及固體表面的溫度[2],并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。熱電偶是一種重要的測溫元件,具有較為廣泛的測量范圍,且應(yīng)用原理相對簡單,易于安裝,已經(jīng)在電力生產(chǎn)行業(yè)及其他各類工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;瘧?yīng)用
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,溫度是需要測量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測量中,熱電偶的應(yīng)用極為廣泛,它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外,由于熱電偶是一種有源傳感器,測量時(shí)不需外加電源,使用十分方便,所以常被用作測量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。是一種感溫元件,是一種一次儀表,熱電偶直接丈量溫度。由2種不同成分材質(zhì)的導(dǎo)體組成的閉合回路,由于材質(zhì)不同,不同的電子密度產(chǎn)生電子擴(kuò)散,穩(wěn)定均衡后就產(chǎn)生 了電勢。當(dāng)兩端存在梯度溫度時(shí),回路中就會有電流產(chǎn)生,產(chǎn)生熱電動(dòng)勢,溫度差越大,電流就會越大。測得熱電動(dòng)勢之后即可曉得溫度值。熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,可將熱能轉(zhuǎn)換成電能。
熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢:熱電偶測溫范圍寬,性能比擬穩(wěn)定;丈量精度高,熱電偶與被測對象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響;熱響應(yīng)時(shí)間快,熱電偶對溫度變化反響靈活;丈量范圍 大,熱電偶從-40~+ 1600℃ 均可連續(xù)測溫;熱電偶性能牢靠, 機(jī)械強(qiáng)度好。運(yùn)用壽命長,裝置便當(dāng)。
電偶必需是由兩種性質(zhì)不同但契合一定要求的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成回路。熱電偶丈量端和參考端之間必需有溫差。
將兩種不同資料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因此在回路中構(gòu)成一個(gè)大小的電流,這 種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是應(yīng)用這一效應(yīng)來工作的。