Pourquoi le thermocouple peut mesurer une température élevée?

Capteur de température thermocouple A les caractéristiques d'une grande gamme, d'un faible coût, d'une vitesse de réponse rapide et d'une bonne durabilité, et est largement utilisé dans la mesure de la température dans les sites industriels. Les thermocouples de type R peuvent mesurer des températures élevées de plus de 1700 degrés (° C) et sont largement utilisées dans les occasions de mesure à haute température. Dans l'article d'aujourd'hui, parlons du fonctionnement des thermocouples.

Qu'est-ce qu'un capteur de thermocouple?

Un thermocouple est un capteur qui relie deux extrémités de métaux de différents matériaux et utilise l'effet thermoélectrique pour mesurer la température.

Effet thermoélectrique est la base physique du thermocouple, qu'est-ce que l'effet thermoélectrique?

Nous savons que lorsqu'une tension est appliquée sur une longueur de fil, le courant traverse le fil et chauffe. Ce phénomène est appelé l'effet thermique du courant.

En 1821, le scientifique allemand Thomas Johann Seebeck a découvert l'effet inverse de l'effet thermique du courant. Le circuit est fermé, le courant métallique un courant circulera à travers le fil. Ce phénomène est appelé effet thermoélectrique, également connu sous le nom d'effet Seebeck.

Principe de base du thermocouple de température

Un thermocouple est un élément de détection de température et un instrument principal. Il mesure directement la température, convertit le signal de température en un signal de force thermoélectromotive, puis le convertit en température du milieu mesuré à travers un instrument électrique (instrument secondaire).

Le principe de base de la mesure de la température du thermocouple est que deux conducteurs de matériaux différents forment une boucle fermée. Lorsqu'il y a un gradient de température aux deux extrémités, un courant circulera à travers la boucle. À l'heure actuelle, il existe une force électromotive entre les deux extrémités - force thermoélectromotive. C'est le soi-disant effet Seebeck.

Les conducteurs homogènes avec deux compositions différentes sont des électrodes chaudes, l'extrémité de température plus élevée est l'extrémité de travail, l'extrémité de température inférieure est l'extrémité libre et l'extrémité libre est généralement à une température constante. Selon la relation fonctionnelle entre la force et la température thermoélectromotives, un tableau de graduation du thermocouple est fabriqué; Le tableau de graduation est obtenu à condition que la température de l'extrémité libre soit à 0 ° C, et différents thermocouples ont différentes tables de graduation.

Lorsque le troisième matériau métallique est connecté à la boucle de thermocouple, tant que la température des deux jonctions du matériau est la même, le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple restera inchangé, c'est-à-dire qu'il ne sera pas affecté par le troisième Le métal étant connecté à la boucle. Par conséquent, lorsque le thermocouple mesure la température, l'instrument de mesure peut être connecté et la température du milieu mesuré peut être connue après avoir mesuré la force thermoélectromotive. Un thermocouple soulève deux conducteurs ou semi-conducteurs a et b de différents matériaux pour former une boucle fermée.

Lorsqu'il y a une différence de température entre les deux points de collage 1 et 2 des conducteurs A et B, une force électromotive est générée entre les deux, formant ainsi un courant important dans la boucle, qui est appelé effet thermoélectrique. Les thermocouples utilisent cet effet pour fonctionner.

Deux conducteurs de compositions différentes (appelés fils ou thermodes de thermocouple) sont connectés aux deux extrémités dans une boucle. Lorsque la température de la jonction est différente, une force électromotive sera générée dans la boucle. Ce phénomène est appelé l'effet thermoélectrique. La force électromotive est appelée potentiel thermoélectrique. Les thermocouples utilisent ce principe pour mesurer la température. Une extrémité qui est directement utilisée pour mesurer la température du milieu est appelée extrémité de travail (également connue sous le nom d'extrémité de mesure), et l'autre extrémité est appelée extrémité froide (également connue sous le nom de fin de compensation); L'extrémité froide et l'affichage du compteur ou du compteur de support sont connectés, et le compteur d'affichage indiquera le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple.

Notes de thermocouple à haute température

Un thermocouple est en fait un convertisseur d'énergie, qui convertit l'énergie thermique en énergie électrique et utilise le potentiel thermoélectrique généré pour mesurer la température. Pour le potentiel thermoélectrique du thermocouple, les problèmes suivants devraient être prêts à l'attention:

1: Le potentiel thermoélectrique d'un thermocouple est la différence de la fonction de température à travers le thermocouple, et non la fonction de la différence de température à travers le thermocouple;

2: La taille du potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple, lorsque le matériau du thermocouple est uniforme, n'a rien à voir avec la longueur et le diamètre du thermocouple, mais seule la composition du matériau thermocouple et la différence de température entre les deux prend fin;

3: Lorsque la composition du matériau des deux fils de thermocouple du thermocouple est déterminée, la taille du potentiel thermoélectrique du thermocouple est uniquement liée à la différence de température du thermocouple; Si la température de l'extrémité froide du thermocouple reste constante, le potentiel thermoélectrique du thermocouple n'est qu'une fonction à valeur unique de la température latérale de travail.