用热电偶测量表面温度

不存在 一种热电偶设计用于测量固体的表面温度（表面热电偶）。现有表面热电偶设计的丰富性主要是由于要测量温度的表面的测量条件和特性各不相同。

在工业实践中，需要测量不同几何形状的表面、固定体和旋转体、导电体和绝缘体、导热系数高低的物体、光滑和粗糙的物体的温度。因此，适用于某些条件的表面热电偶不适用于其他条件。

通过焊接热电偶测量金属表面的温度

通常，为了测量加热的薄金属板或固体的温度，将热电偶接头直接焊接或焊接到被测表面。只有采取某些预防措施，才能认为这种温度测量方法是可以接受的。

热电偶的极板表面与连接球之间的热交换主要是通过它们接触面的热流进行的，接触面是结面和与结相邻的热电极的一部分。在某种程度上，热交换是通过板与不与其接触的热电极接合面部分之间的辐射发生的。

另一方面，与板和热电偶热电极接触的接合面部分由于辐射到围绕着板的较冷物体以及对流热传递到清洗接合处的气流而损失热能。

因此，结点和相邻的热电偶热电极耗散了通过板接触表面连续提供给结点的大部分热能。

由于平衡，结点和板表面相邻部分的温度远低于远离结点的板部分的温度（当测量薄板的高温时，这种系统测量误差可以达到数百度）。

通过减少结电极和热电偶耗散的热通量来减少此误差。为此，使用由尽可能薄的热电极制成的热电偶很有用。

热电极本身不应立即从板上取下，但最好先将它们与板热接触，距离至少等于热电极直径的 50 倍。

应该记住，如果板和热电极的表面没有被氧化，它们可以被板封闭并且 测得的热电功率。 ETC。五、热电偶 将对应于热电偶结点的温度而不是热电偶与表面接触点的温度。

在这种情况下，应在热电极和板之间放置一层薄薄的电绝缘层，例如云母薄片。还建议在结的整个表面和热电极区域覆盖一层隔热层，例如耐火涂层，以减少由于辐射和对流传热造成的损失。

通过遵守这些注意事项，可以确保测量金属零件的表面温度在几度以内。

有时不是焊接在金属板表面的热电偶的连接，而是它的热电偶之间有一定距离。

只有确信热电极两个焊接点处的板的温度相等时，这种测量金属表面温度的方法才被认为是可接受的。否则，热电偶电路中会出现寄生热电势。 d.由热电极材料和板材开发而成。

以下是弓形、贴片和卡口等热电偶的说明。它们用于测量静止物体表面的温度。

带弓（带）的热电偶

鼻形热电偶配备了一个敏感元件，该元件由两种金属或合金（例如铬镍合金和镍铝）制成，长度为 300 毫米，宽度为 10-15 毫米，焊接或焊接在前额并轧至 0.1 — 0.2 毫米的厚度...

带子的两端中间有一个接头，固定在弓形弹簧手柄末端的绝缘体上，因此带子始终处于拉紧状态。从它的末端到测量装置（毫伏表）的端子，有与胶带两半相同材料制成的电线。

为测量凸面的温度，将梁式热电偶从中间部分压在该表面上，使该表面用胶带覆盖，至少在结的两侧各有 30 毫米的部分。

猪热电偶

形成热电偶的热电极被焊接到红铜圆盘的通孔中。为确保结构的机械强度，使用直径为 2 — 3 mm 的热电极。圆盘的下表面（“贴片”）被模制成热电偶用于测量温度的表面。

贴片热电偶的热电动势是由于贴片金属闭合热电极而形成的。在良好的焊接中，这种闭合发生在贴片内凹陷的热电极段的整个表面上。但电阻最低的电路主要由贴片的上表面层形成，该层的温度主要决定热电势。 ETC。 v. 热电偶。

贴片热电偶的热平衡方程类似于上面对条形热电偶所做的，不同之处在于，除了由于贴片外表面的对流和辐射热传递而消散的热通量外，还有很大的重要的是要考虑热电极贴片由于其导热性而吸收的部分散热通量。

有必要考虑以下情况。热电极由具有不同导热系数值的不同金属或合金制成。因此，例如，PP 类型的铂铑热电偶热电偶的特征在于导热系数是第二个热电偶 - 铂的一半。

如果热电极的直径相同，则热电极的导热系数值的不同会导致热电极与热电极电接触处形成温差。贴片，这将导致热电偶电路中出现寄生热电能。 ETC。和

针式热电偶

这种类型的热电偶主要用于测量相对较软的金属和合金的表面温度。对于卡口式热电偶，使用由足够硬的合金制成的热电极，例如直径为 3-5 毫米的铬镍铁合金和铝镍钴合金。

其中一个热电偶热电极固定固定在头部，第二个可绕其轴线移动，在非工作状态下，其末端被弹簧拉动在第一个热电极末端下方。两个热电极的末端是尖的。

当将热电偶带到相当大的物体时，物体的表面首先接触可移动热电极的尖端。随着对头部的额外压力，热电极进入它直到热电极的尖端接触物体的表面。然后，这两个点都会刺穿物体表面的表面氧化膜，这种金属会闭合热电偶的电路。

凭借热电极末端的良好锐化，热电偶可提供可靠的结果，用于测量具有柔软、易于刺穿的氧化膜的有色金属表面的温度。

使用带有钝头的卡口热电偶会导致两个热电极与物体的接触面变得相对较大，结果物体表面在热电偶末端接触的地方冷却，热电偶给出明显低估的温度读数。然而，在 20-30 秒之后，来自物体周围区域的热量加热了冷却部分，并随之加热了热电极的末端。

因此，带有钝端的卡口式热电偶在接触时会给出低估的物体温度读数，此后，在几十秒内，其读数会增加，逐渐接近稳定值。该稳定值与物体表面温度的实际值相差越大，热电极的钝端与物体的接触面越大。

表面热电偶的校准

表面热电偶的静止温度低于热电偶接触表面的测量温度。这种温差在很大程度上是由于表面热电偶在其外表面的传热条件下（接近工作条件）的校准所致。

从这个位置可以看出，热电偶表面的校准特性可能与由相同热电极形成的热电偶的特性有很大不同，但当它们同时浸入恒温空间时，通过与示例比较的方法进行校准。

因此，不能通过浸入恒温器（用于校准热电偶的液体实验室加热恒温器）来校准表面热电偶。必须对它们应用不同的校准技术。

通过向薄壁液体恒温器的外金属表面施加所需压力来校准表面热电偶。恒温器内的加热液体充分混合，并用一些取样装置测量其温度。

恒温器的外表面覆盖有一层隔热层。隔热层不仅覆盖外表面的一小块区域，大约是恒温器高度的一半，热电偶就在上面应用。

在这个设计中，表面热电偶下方的恒温器金属表面的温度，误差不超过零点几度，可以认为等于恒温器中液体的温度。