Mikä on termoelementti? Kuinka termoelementti toimii? Mitä olosuhteet vaaditaan termoelementin tekemiseen?

Mikä on termoelementti? Tämä alkaa termoelementtilämpötilan mittauksen periaatteella. Termoelementti on lämpötilan tunnistuselementti ja ensisijainen instrumentti. Se mittaa suoraan lämpötilan ja muuntaa lämpötilasignaalin termoelektriseksi potentiaalisignaaliksi, joka muunnetaan mitatun väliaineen lämpötilaan sähköisen instrumentin (sekundaarisen instrumentin) kautta. Termoelementtilämpötilan mittauksen perusperiaate on, että eri komponenttien kaksi johtimesta muodostavat suljetun silmukan. Kun molemmissa päissä on lämpötilagradientti, virta kulkee silmukan läpi. Tällä hetkellä kahden pään välillä on Seebeck -elektromotiivivoima - termoelektrinen potentiaali, joka on ns. Seebeck -efekti. Eri komponenttien kaksi homogeenista johtimen ovat termoelementit. Lämpötila on korkeampi pää, ja pää alhaisemmalla lämpötilalla on vapaa pää. Vapaa pää on yleensä vakio lämpötilassa. Termoelektrisen potentiaalin ja lämpötilan välisen funktionaalisen suhteen mukaan tehdään termoelementti asteikko; Asteikko saadaan, kun vapaa päälämpötila on 0 aste. Eri lämpöparilla on erilaiset asteikot. Kun kolmas metallimateriaali on kytketty termoelementin silmukkaan, niin kauan kuin materiaalin kahden kosketuksen lämpötila on sama, termoelementin tuottama termoelektrinen potentiaali pysyy muuttumattomana, ts. Kolmas metalli, joka on kytketty silmukkaan, ei vaikuta siihen. Siksi lämpötilaa mitattaessa termoelementtiä voidaan kytkeä mittauslaitteeseen. Termoelektrisen potentiaalin mittaamisen jälkeen mitatun väliaineen lämpötila voidaan tietää.

Termoelementin työperiaate:
Kaksi eri komponenttien johtimen (nimeltään termoelementtilanka tai termoelektrodi) on kytketty molemmissa päissä silmukan muodostamiseksi. Kun risteyksen lämpötila on erilainen, silmukassa syntyy sähkömoottorivoima. Tätä ilmiötä kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi, ja tätä elektromotiivivoimaa kutsutaan termoelektriseksi potentiaaliksi. Termoelementit käyttävät tätä periaatetta lämpötilan mittaamiseen. Niistä väliaineen lämpötilan mittaamiseen käytettyä päätä kutsutaan työpääksi (kutsutaan myös mittauspääksi), ja toista päätä kutsutaan kylmäpääksi (kutsutaan myös kompensointipääksi); Kylmäpää on kytketty näyttölaitteeseen tai vastaavaan instrumenttiin, ja näyttöinstrumentti osoittaa termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin.

Termoelementti on oikeastaan ​​energian muunnin, joka muuntaa lämpöenergian sähköenergiaksi ja käyttää generoitua termoelektristä potentiaalia lämpötilan mittaamiseen. Termoelementin termoelektrisen potentiaalin kannalta seuraavat ongelmat on huomattava:
1: Termoelementin termoelektrinen potentiaali on lämpötilafunktion ero termoelementin molemmissa päissä, ei lämpötilaeron funktiona termoelementin molemmissa päissä;
2: Termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin koko, kun termoelementin materiaali on tasainen, ei ole mitään tekemistä termoelementin pituuden ja halkaisijan kanssa,
mutta vain termoelementin materiaalin koostumuksella ja lämpötilaerolla molemmissa päissä;
3: Kun termoelementin kahden termoelementin johdon materiaalikoostumus määritetään, termoelementin termoelektrisen potentiaalin koko liittyy vain termoelementin lämpötilaeroon; Jos termoelementin kylmän pään lämpötila pidetään vakiona, termoelementin termoelektrinen potentiaali on vain työpäälämpötilan yhtä arvoinen funktio.

Yleisesti käytettyjä termoelementtien materiaaleja ovat:
Termoelementtien luokanumero
Positiivinen elektrodin negatiivinen elektrodi
S Platinum Rhodium 10 Pure Platinum
R Platinum Rhodium 13 Pure Platinum
B Platinum Rhodium 30 Platinum Rhodium 6
K-nikkeli-kromi nikkeli
T puhdasta kuparikopari-nickel
J Iron Copper-Nickel
N nikkeli-kromi-picon nikkeli-piikki
E-nikkeli-kromi kupari-nikkel