TC培训资料课件

TC基础讲座2011.06.01序言什么是TC(Thermocouples的原理及效应)非接触性温度测量技术(InfraredPyrometer),TC（thermocouple）教程,1,PPT学习交流,序言,宏观来讲，温度在日常生活中以冷热或是多少度来形容是一种物理量,微观来讲是物体内部分子间平均动能的一种表示形式。为什么“温度”是一种能量的表示方式:以理想气体方程式来表示:PV=nRTT=PV/nR所以温度在气体分子表现的是和(压力和气体摩尔量成反比P=理想气体压力V=理想气体体积n=理想气体体积摩尔量R=理想气体常数T=理想气体温度以热量,温度和质量的关系为:Q=msTQ:热量m:质量s:比热T:温度变化量,2,PPT学习交流,以实验来看:它是一种可以转移的能量型式,如下图中小朋友把球由手上往上扔到2公尺的高度,落地后回弹到1.1公尺的高度,由测量上(球的温度)可以发现球的位能有一部分因为球落地后的摩擦,把能量转换成热能了,(球内气体压力增加后温度上升,而压力恢复后热量尚未完全散逸),3,PPT学习交流,什么是TC(Thermocouples的原理及效应),TC为热电偶，它是一重被广泛应用的温度传感器，也被用来将热势差转换为电势差。它的价格低廉，易于更换，而且具有很大的温度量程。Thermocouple(热电偶)原理:指的是两段不同的导体接合在一起的意思，而若你在一边接合端加热使的两接合端的温差不同的话，会产生热电动势从而产生电流，而这个效应称为热电效应，最主要的功能是拿来当作温度计测量温度。此热电效应主要是因不同种类金属拥有自由电子数不同，当两金属连接形成回路，温度改变会造成接触面自由电子运动而使金属间产生电位差。此电位差由接触面积、温度差、与金属种类来决定，当两端温度相同时，端点所产生之热电动势相同，故回路中不会有电流；若两端间存在温度差，导致热电动势大小不同而产生一电流由高电动势往低电动势流动。（如下图）,4,PPT学习交流,西贝克效应(seebeckeffect)：两种不同之金属线连接两端，若其两端之温度不同，则有连续电流产生，如图所示：T2为热接合点：或称为测定接合点，热电偶二金属线之接合端点，所形成之接合点。T1为冷接合点：或称为参考接合点，连接与测定仪器之二金属线各一端点，所形成接合点。加热测定接合点所产生的电压，此电压会随接合点与参考点间的温度差而不同。,5,PPT学习交流,热电偶根据材料有不同型号，以下介绍其不同型号TC的温度范围和环境。热电偶材料须具备的条件热电效率较高，亦即能发出较大之EMF。热电动势较稳定，且长期使用亦不发生变化。具有抗蚀，抗氧化及抗湿等性质。具有较高之熔点。易制造，有互换性及价格较廉。,6,PPT学习交流,热电势优缺点：优点：1.细微的温度变化亦可测定；2.测定时反应速度快；3.不需提供电源。缺点：1.参考点需要补偿(compensation)；2.如仪器没有作补偿的工作，常温左右的温度不易精确测定。安装热电偶温度计的注意事项：避免将热电偶装于火焰经过之处。将热电偶置于平均温度处，与加热炉之情況，可多装敷对热电偶并联相接。将热电偶之热点尽可能置于可窥见处。热电偶必须深深插入，使其热点确实装在所测量温度之中。考虑热电偶是否因所测温度太高而有熔融之危险。切勿将瓷管保护套管突然插入高温之流体中，防止套管之破裂。测量各式加热炉气体温度时，须将烟筒及烟壁之辐射问题详加考虑。因热电偶产生的emf很小，故配线时需注意不能与其他电路共同一导管，至少离开一至二英尺以上。,7,PPT学习交流,非接触性温度测量技术(InfraredPyrometer),特点:1.测量速度快&准确；2.可测量移动是物体；(如图)3.可测量某些有危害性或无法接触的溫度(如高压)4.可量某些较高的溫度1300C5.没有接触的界面传导测量问题6.不平整的表面也可以测量需克服的问题:1.被测物必需IR可到达2.IRlens需要保护,避免接触雾气,及凝结液体3.只有被测物表面能被测量(如图),并且不同被测物表面的反射系数也不同,所以需正搭配修正因数,测量值才会正确。,8,PPT学习交流,常用的温度计,常用的温度计:水银温度计双金属温度计电阻式温度计温度准位记录标准水银温度计(mercury-in-glassthermometer)原理：当热度自球径外壁传入时，膨胀球內之水银即在细管中上升至一定高度(体积改变)，玻璃管外壁刻以度数，水银之位置即代表此温度。双金属温度计(bimetalthermometer)原理：将二种或二种以上具有不同膨胀系数之金属片焊合在一起，当温度改变时，因金属片膨胀程度之不同而使此金属片组产生弯曲。如将此金属片组之一端固定，另一端装上指针则因偏转而产生指示。,9,PPT学习交流,电阻式温度计(resistancethermometer)原理：金属导体的电阻随温度的升高而增加；随温度之降低而减少，测量此金属导体电阻值，即能间接求得温度。此种温度与电阻之关系可由下列算式代表：Rt=Ro(1+at+bt2)其中Rt：在温度t时的电阻，欧姆Ro：0时的电阻，欧姆t：温度值，a：电阻的温度系数b：校正系数温度准位记录标签(Change-of-State,irreversibleTemperaturelabels)原理：在标签上涂上会依不同温度而变色的化学试剂，当温度超标时该涂层材料因融化再凝固的相变就会变色，并且此变化是不可逆的。此种标签因为体积小不需额外电路配合因此使用方便，常用在仪器，药品运送上，来确认物件温度是否维持在规范的范围之下。,10,PPT学习交流,温度的刻划是以基本的间隔为准，其固定点温度的刻划是根据基本的物理现象，例如冰的熔点及水的沸点。1、摄氏温标(Celsiusscale)（）一大气压水的冰点为0；沸点为100。2、华氏温标(Fahzenheitsacle)（）由华氏制定一大气压下水的冰点为32，沸点为212。3、开式温标(Kelvinscale)（K）又称绝对温标,其绝对零度时的温度为摄氏零下-273.15大气压下水的冰点为273.16K，沸点为373.16K。4、列氏温标(Rankinescale)（Ra(R