热电堆:它们是什么(以及它们如何工作?

什么是热电堆

什么是热电堆?

热电堆是一种电子设备,可将热能转换为电能。它是一个串行互连的阵列热电偶,由两种不同的材料组成,具有大的热电力和极性极性。它不太平行连接。

热电癖如何工作?

单个热电电池电压输出非常微小,所以许多这些单元串联布置或并联布置,以实现更大的信号输出。该热电偶堆叠装置称为热电堆。

热电堆采用热电效应原理。温度差异与电压的直接转换,反之亦然是热电效应。

当其不同的金属(热电偶)暴露于温度差时,在热电堆中产生电压。

添加更多串联热电偶以形成热电堆,它会增加电压输出。热处理可以用一对热电偶构造,由两个热电偶连接或多对热电偶组成。

热电堆是一系列热电偶,每个热电偶由两个不同的材料组成,具有大的热电力和极性,串联互连。

热电偶通过结构的热和寒冷区域放置,并且热连接从冷连接处热分离。

热电堆的结构
热电堆的结构

响应于整个材料的温差,热电堆的电压输出称为热电系数或塞贝克系数。它是按开尔文(v / k)或mV / k在伏特中计算的。

对于传热,所有热电堆传感器都使用红外辐射,并且还用于非接触式温度测量。

结果,它用于红外温度计,工业高温计,生命线仪器,移动物体温度控制等。

热电堆连接:

有一些热电偶在链中连接。在温度T1,两个顶部热电偶是连接的结,而两个底部热电偶结处于温度T2。

来自Delta-V热电堆的输出电压与热阻层的温度差异或T1-T2成比例,以及热电偶连接的数量。

连接热电堆
连接热电堆

热电堆vs热电偶

关键区别热电偶热电堆是热电偶是热电装置,热电堆是改变的装置电能进入热能。

热电偶

热电偶由两种不同的金属系列组成。为了检测辐射,将一个结变黑以吸收辐射。

结的接合(相对于另一个非照射结)的温度增加产生电压。这种效果是由塞贝克发现的,是所有热电偶的基础温度传感器

一种传感器由两个在每个端焊接在一起的不同金属组成的是热电偶,其产生与两个结之间的温差成比例的电压,其中一个结通常保持在已知的温度。由此,它也被称为热电换能器。

热电偶较薄并尖端。它以8mV至30 mV的较低电压运行。它由一对电线制成。

它通过从其连接点测量温度的差异来测量测量热电偶输出电压的点来操作。

热电偶电路
ThemOcuouple电路

闭合电路由一种金属制成。由于从一个金属与从一个金属转换到另一个金属之间的温度差,由于热和冷结之间的电位差异而产生电流。

热电偶可以串联串联,与热阻层的任一侧的交叉点串联连接为热电偶对。

热电偶对的输出将是与热阻层和恒温层之间的温差成比例的电压。热通量通过热阻层。

在科学和工业中,热电偶广泛使用。它用于计算窑温,燃气轮机排放,柴油发动机和其他工业过程等应用。

热电偶的数学方程是

\ begin {align *} v_ {out} = s *(t_ {x} -t_ {ref})\结束{align *}

热电堆

热电偶是一种电子设备,其将电能转换为热能并且通常使用热电偶串联组合构造。

与单个热电偶相比,热电堆产生更大的电压输出。它具有一组热电偶,用于测量少量辐射热量。

此外,热电堆是基于非接触的温度传感器装置,其利用红外辐射以及IR吸收器系统进行温度测量。虽然热电偶是基于接触的温度传感器。

它由交替的锑和铋杆或任何两个具有不同导热能力的金属组成。它与一个ASYTIVE的电流计连接,当暴露于热量时,它受到条形系中诱导的电流非常敏感的影响。

与热电偶相比,热电堆更大,更厚。它具有电压输出,其与热电偶相比较高,并且其数量数十或数百MV。它基本上是一种传感器,它将热能转换为电能。

热电堆的电路
热电耦合电路

热能还用于从电气部件的发热,例如太阳风,放射性物质,激光辐射或燃烧以产生电能。

具有N热电偶的热电堆产生的电压是由单个热电偶产生的电压,增加换能器的灵敏度。

热处理不会对绝对温度作出反应,而是产生与温度差异或温度梯度成比例的电压输出。

这可以在广泛的温度计中看到广泛用于测量温度的红外温度计。它们也被广泛用于热通量传感器和纤维丝计和燃气燃烧器安全控制。

热电堆的数学方程是

\ begin {align *} v_ {out} = n * s *(t_ {x} -t_ {ref})\ end {align *}

热电络传感器

传感器使用借助于多于一个热电偶的非接触式温度感测的装置称为热电利用传感器。它具有比传统的热电偶传感器装置更多的电压输出。

它使用从测量物体的物体中的红外辐射吸收概念。热电堆传感器的电气输出与其温度成比例。因此,它被称为热电换能器。

热电堆红外传感器的工作

热电堆红外线(IR)传感器具有许多系列连接的热电偶,附接到一个非常薄的IR吸收器的“热”结。硅芯片上的微机械膜通常是吸收器。

由于吸收体和材料之间的温度差异,吸收器温度增加或减少。目标和吸收器之间的红外辐射交换取决于此。

热电堆传感器的结构
热电络传感器

为了计算对象的温度,应该计算物体完全填充传感器的视野。

这将确保只有感兴趣的对象而不是从其背景中的红外线辐射。

过滤器和镜头部件的使用将大大提高热电联网传感器的性能。在热电堆前面的过滤器,因此,确保只有所需的IR
辐射击中吸收器。它通过污垢或气体保护热量结构免受污染物。

硅广泛用作微机器镜头。这是因为硅完全不透明到可见光,但它对波长的波长透明于2μm。

因此,热电络传感器设计用于通过检测物体的红外能量发射来测量物体(移动或固定)的温度。

热处理的应用

热处理的应用包括:

  • 过程场中温度的非接触式测量
  • 手持式计算非接触温度
  • 扫描仪热线
  • 工业建筑HVAC和照明监控
  • 人力存在和保护识别
  • 检测黑冰和预警
  • 监测血糖
  • HVAC的自动电源
  • 在运输隧道中检测火灾
  • 飞机的火焰和火灾探测
  • 自动废气分析

如何测试热处理?

毫伏气体壁炉有一个导灯,通常是热电偶或热电堆的传感器。

热电堆和热电偶在施加热量时发电。将该少量电压发送到墙壁开关。

当开关打开时,它将将该电压送回壁炉,并向壁炉发出信号以打开火焰。

在一段时间后,连接可以在开关内生锈,腐蚀或损坏,允许开关丢失该电压。

因此,通过将少量电压发送回壁炉的时间不足以发出壁炉,不足以打开壁炉。

在排除故障的墙壁开关和糟糕的飞行火焰问题后,我们需要检查热电堆。

当通过先导火焰加热时,热电堆将产生类似于热电偶的一些电压。通过使用A.数字万用表,我们可以测量热电堆送出的电压。

我们将采取壁炉的示例,在那里需要检查热电堆的条件。多电表用于测试热电孔引线。

它们连接到气体控制阀,所以我们应该做的第一件事就是找到阀门。

通常,主控制阀通常位于壁炉的下烤架下方。

在主控制阀以下,将找到热电堆传感器。它将具有从试验组件运行到主控制阀的电线。

它由两根电线组成,通常具有保护电线的金属护套。热电界线的末端通常以红色和白色的颜色分成两种铅。

热电堆的引线将附着在主阀上。我们可以在热电堆连接到ThermoPile的端子上使用数字万用表在DC Millivolt设置上测试电压。DC设置将在仪表或符号上说“DC”。

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关于Vidya Muthukrishnan.

Vidya Muthukrishnan目前在基于产品的IT公司担任高级工程师。她拥有5年的专业教学经验,以前在斯里克里希纳技术学院仪器控制工程系辅导教授。她还有1年的TCS,印度行业经验。Vidya完成了Sastra University的B.Tech Electronics和仪器,从Vit University Vellore中获得了生物医学工程的M.Tech。