A hőelem (thermocouple) a hőmérsékletmérő műszerek általánosan használt hőmérsékletmérő eleme. Közvetlenül méri a hőmérsékletet, termoelektromotiv erőjelpé alakítja a hőmérsékleti jelet, és elektromos műszeren (másodlagos műszeren) keresztül átalakítja a mért közeg hőmérsékletére. A különböző hőelemek megjelenése gyakran nagyon különbözik az igények miatt, de alapvető szerkezetük nagyjából ugyanaz. Ezek általában olyan fő alkatrészekből állnak, mint a forró elektródák, a szigetelő hüvelyvédő csövek és a csatlakozódobozok, és általában megjelenítő eszközökkel, rögzítőműszerekkel és elektronikus beállításokkal kombinálják őket. Az eszközzel együtt használják.
Fő funkció
1. Egyszerű összeszerelés,
Hőelem (2. ábra)
Hőelem (2. ábra)
Könnyen cserélhető;
2. Kompressziós rugó típusú hőmérséklet érzékelő elem, jó szeizmikus teljesítmény;
3. Nagy mérési pontosság;
4. Nagy mérési tartomány (-200°C~1300°C, különleges körülmények között -270°C~2800°C);
5. Gyors hő válaszidő;
6. Nagy mechanikai szilárdság és jó nyomásállóság;
7. A magas hőmérséklet-ellenállás elérheti a 2800 fokot;
8. Hosszú élettartam.
Ahhoz, hogy stabilan működjön, a szerkezeti követelmények a következők:
(1) A hőelemet alkotó két hőelem hegesztésének szilárdnak kell lennie;
2. A két forró elektródát jól el kell szigetelni egymástól, hogy megakadályozzák a rövidzárlatot;
(3) A kompenzációs vezeték és a hőelem szabad vége közötti kapcsolatnak kényelmesnek és megbízhatónak kell lennie;
4. A védőhüvelynek képesnek kell lennie annak biztosítására, hogy a forró elektróda teljesen el legyen szigetelve a káros közegtől.
Működési elv
Két különböző alkatrészekből (úgynevezett hőelemhuzalok vagy termoelektrodok) vezető csatlakozik mindkét végén egy hurokhoz. Amikor a hőmérséklet a két csomópont eltérő, elektromotiv erő keletkezik a hurokban. Ezt a jelenséget termoelektromos hatásnak nevezik. Ezt az elektromotiv erő az úgynevezett termoelektromos erő. A hőelemeket használja ezt az elvet a hőmérséklet mérésére. Közülük a közeg hőmérsékletének mérésére közvetlenül használt végét munkavégnek (más néven mérővégnek) nevezik, a másik végét pedig hideg végnek (más néven kompenzációs végnek); a hideg vég és a kijelző Amikor a műszer vagy a tartóeszköz csatlakoztatva van, a kijelző eszköz rámutat a hőelem által generált termoelektromos potenciálra.
Thermocouple valójában egyfajta energia átalakító, átalakítja a hőenergiát elektromos energiává, és használja a generált termoelektromos potenciál mérésére hőmérséklet. A hőelem termoelektromos potenciálja miatt a következő kérdésekre kell figyelni:
1. A hőelem termoelektromos potenciálja a hőelem két vége közötti hőmérséklet-különbség, nem pedig a hőelem hideg és munkavége közötti hőmérséklet-különbség;
2. A termoelem által generált termoelektromos potenciál mérete. Ha a hőelem anyaga egységes, annak semmi köze a hőelem hosszához és átmérőjhez, de csak a hőelem anyagának összetételéhez és a két vég közötti hőmérséklet-különbséghez kapcsolódik;
(3) A hőelem két hőelemhuzaljának meghatározása után a hőelem termoelektromos potenciálja csak a hőelem hőmérséklet-különbségével kapcsolatos; ha a hőelem hideg csomópontjának hőmérséklete állandó marad, a hőelem termoelektromos potenciálja csak a munkavég hőmérsékletének egyértékű függvénye. Forrasztás két vezetékek vagy félvezetők A és B különböző anyagok alkotnak zárt hurok, amint az ábrán látható. Ha az A és B vezetékek két 1. A termocouples ezt a hatást használja a munkához.