CN110132438A - 适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪 - Google Patents

适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪 Download PDF

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CN110132438A CN201910398472.XA CN201910398472A CN110132438A CN 110132438 A CN110132438 A CN 110132438A CN 201910398472 A CN201910398472 A CN 201910398472A CN 110132438 A CN110132438 A CN 110132438A
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姜未汀
杜宇凡
李子涵
杨亦擎
陈孝青
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Shanghai University of Electric Power
University of Shanghai for Science and Technology
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Shanghai University of Electric Power
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Abstract

本发明涉及一种适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，具有一个外壳，一个温差发电片，温差发电片置于外壳下部，并通过导线连接测量仪表及显示仪器；温差发电片由P型半导体、N型半导体、陶瓷板组成，P型半导体与N型半导体连接后置于两块陶瓷板之间，且P型半导体与N型半导体之间通过连接铜片连接形成温差电偶。该装置外壳采用热的不良导体制作而成，保障了冷端温度恒定，从而确保了测量结果的精确；装置中温差发电片接触面为陶瓷板，陶瓷板比传统热电偶的金属接触面更耐腐蚀更耐高温，所以测量温度范围扩大；装置装备了固定螺丝，在安装测量装置时，在一定程度上确保了测量过程的安全性；装置整体结构简单，坚固耐用，具有无运动部件，无噪音等优点。

Description

适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀的温度测量仪，尤其是一种用于腐蚀性流体管道的温度测量仪。
背景技术
温差发电技术是一种利用余热、太阳能、地热和海洋热能等低品味能源转化成电能的一种新型的绿色环保技术，能有效缓解当今社会在能源需求方面的压力。近些年来在国内外众多研究者的努力之下，温差发电技术取得了很大的进步，但是在利用温差发电测量温度的领域，还没有得到长足的发展。特别是需要一种用于腐蚀性流体管道的温度测量仪。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，利用了电气和热力领域的技术，实现对腐蚀性流体的温度测量。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，具有一个外壳，一个温差发电片，所述温差发电片置于外壳下部，并通过导线连接测量仪表及显示仪器；所述温差发电片由P型半导体、N型半导体、陶瓷板组成，所述P型半导体与N型半导体连接后置于两块陶瓷板之间，且P型半导体与N型半导体之间通过连接铜片连接形成温差电偶。
进一步，所述温差发电片中具有127对温差电偶，最大温差电流为5A，所述温差发电片的面积为55*62mm。
进一步，所述外壳由非热导体材料制作而成，使冷端温度不变。
进一步，测量时，所述外壳通过固定螺丝固定连接在腐蚀性流体管道的管壁上，所述温差发电片的冷端陶瓷板位于外壳内，所述温差发电片的热端陶瓷板位于腐蚀性流体管道内部。
进一步，当高温腐蚀性热流体流经热端陶瓷板时，热量经过温差发电片的P型半导体，然后载流子吸热逸出往冷端扩散，从而产生温差电动势和电流，并由测量仪表接收到温差电动势，此时冷端温度恒定，测量仪表测得待测高温腐蚀性流体的温度通过显示器显示。
本发明具有如下有益效果：
1.该装置外壳采用热的不良导体制作而成，保障了冷端温度恒定，从而确保了测量结果的精确。
2.装置中温差发电片接触面为陶瓷板，陶瓷板比传统热电偶的金属接触面更耐腐蚀更耐高温，所以测量温度范围扩大。
3.装置装备了固定螺丝，在安装测量装置时，在一定程度上确保了测量过程的安全性。
4.装置整体结构简单，坚固耐用，具有无运动部件，无噪音等优点。
附图说明
图1为本发明的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪整体结构示意图；图2为本发明的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，本发明的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，包括外壳1、温差发电片2、固定螺丝3、导线4、测量仪表5。整个装置长为25cm,宽为15cm。
温差发电片2置于外壳1下部，并通过导线4连接测量仪表5。
温差发电片2由P型半导体8、N型半导体9、陶瓷板7组成，P型半导体8与N型半导体9连接后置于两块陶瓷板7之间，且P型半导体8与N型半导体9之间通过连接铜片10连接形成温差电偶。
本发明中温差发电片2中有127对温差电偶，最大温差电流为5A，上部固定冷热端6都是陶瓷板。温差发电片2的面积为55*62mm，其中发电片的规格为TEC1-12705TT。温差发电片2的接触面是陶瓷板7，相比较热电偶的金属接触面，更耐热更耐腐蚀。
测量时，外壳1通过固定螺丝3固定连接在腐蚀性流体管道20的管壁21上，温差发电片2的冷端陶瓷板7位于外壳1内，外壳1是由热的不良导体制作，所以冷端温度不变。温差发电片2的热端陶瓷板7位于腐蚀性流体管道20内部。热量首先经过温差发电片的P型半导体8，然后载流子(电子)吸热逸出往冷端扩散，从而产生温差电动势和电流。
当高温腐蚀性热流体流经热端陶瓷板7时，热量经过温差发电片2的P型半导体8，然后载流子(电子)吸热逸出往冷端扩散，从而产生温差电动势和电流，这样测量仪表5就接收到了温差电动势，此时固定冷端6温度恒定，根据塞贝克效应，就可以通过测量仪表5测得待测高温腐蚀性流体的温度，并通过显示器显示出来。
当高温腐蚀性流体经过温差发电片的热端陶瓷片时，由于冷端陶瓷片还保持外面恒定温度，所以冷热端的温差使温差发电片工作，而工作产生的电会被测量仪表接收，这样在测量仪表的显示器处就可以得到热端温度。
本发明的装置(如图1)利用高温腐蚀性热流体与低温空气间的温度差使温差发电片发电，发出的电动势可由显示仪表接收，此时一边冷端温度恒定，由塞贝克效应可知温差电动势Eab＝αabΔT,其中αab为塞贝克系数，ΔT为冷、热端的温差。由此就可以得出待测热端温度。热电偶也是用塞贝克效应测量温度，但它是金属的，不耐腐蚀，而本装置可以解决测量腐蚀性管道问题。

Claims (5)

1.一种适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，具有一个外壳，一个温差发电片，其特征在于：所述温差发电片置于外壳下部，并通过导线连接测量仪表及显示仪器；所述温差发电片由P型半导体、N型半导体、陶瓷板组成，所述P型半导体与N型半导体连接后置于两块陶瓷板之间，且P型半导体与N型半导体之间通过连接铜片连接形成温差电偶。
2.根据权利要求1所述的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，其特征在于：所述温差发电片中具有127对温差电偶，最大温差电流为5A，所述温差发电片的面积为55*62mm。
3.根据权利要求1所述的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，其特征在于：所述外壳由非热导体材料制作而成，使冷端温度恒定。
4.根据权利要求1所述的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，其特征在于：测量时，所述外壳通过固定螺丝固定连接在腐蚀性流体管道的管壁上，所述温差发电片的冷端陶瓷板位于外壳内，所述温差发电片的热端陶瓷板位于腐蚀性流体管道内部。
5.根据权利要求4所述的适用于腐蚀性流体管道的温度测量仪，其特征在于：当高温腐蚀性热流体流经热端陶瓷板时，热量经过温差发电片的P型半导体，然后载流子吸热逸出往冷端扩散，从而产生温差电动势和电流，并由测量仪表接收到温差电动势，此时冷端温度恒定，测量仪表测得待测高温腐蚀性流体的温度通过显示器显示。
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