ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງບາຫຼອດເອເລັກໂຕຣນິກ

ບາຫຼອດ thermoelectric ໃຊ້ thermocouple ເປັນອົງປະກອບວັດອຸນຫະພູມໃນການວັດແທກແຮງດັນລົດຍົນທີ່ສອດຄ້ອງກັບອຸນຫະພູມແລະມູນຄ່າອຸນຫະພູມຖືກສະແດງໂດຍແມັດ. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການວັດອຸນຫະພູມໃນລະດັບ -200 ℃ ~ 1300 ℃, ແລະພາຍໃຕ້ສະຖານະການພິເສດ, ມັນສາມາດວັດອຸນຫະພູມສູງ 2800 ℃ຫຼືອຸນຫະພູມຕໍ່າຂອງ 4K. ມັນມີຄຸນລັກສະນະຂອງໂຄງສ້າງງ່າຍດາຍ, ລາຄາຕ່ ຳ, ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງແລະລະດັບວັດແທກອຸນຫະພູມກວ້າງ. ເນື່ອງຈາກວ່າ thermocouple ປ່ຽນອຸນຫະພູມໃຫ້ເປັນໄຟຟ້າ ສຳ ລັບການກວດພົບ, ມັນງ່າຍຕໍ່ການວັດແທກແລະຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ, ແລະຂະຫຍາຍແລະປ່ຽນສັນຍານອຸນຫະພູມ. ມັນເຫມາະສົມກັບການວັດແທກໄລຍະໄກແລະການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດ. ໃນວິທີການວັດແທກອຸນຫະພູມຕິດຕໍ່, ການ ນຳ ໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມ thermoelectric ແມ່ນມີຫຼາຍທີ່ສຸດ.

DS-1
(1) ຫຼັກການວັດແທກອຸນຫະພູມ Thermocouple
ຫຼັກການຂອງການວັດອຸນຫະພູມຂອງ thermocouple ແມ່ນອີງໃສ່ຜົນກະທົບຂອງ thermoelectric.
ເຊື່ອມຕໍ່ conductor A ແລະ B ຂອງສອງວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນຊຸດເປັນວົງຈອນປິດ. ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງຜູ້ຕິດຕໍ່ທັງສອງ 1 ແລະ 2 ແຕກຕ່າງກັນ, ຖ້າ T> T0, ແຮງດັນລົດຍົນຈະຖືກຜະລິດຢູ່ໃນວົງຈອນ, ແລະມັນຈະມີ ຈຳ ນວນທີ່ແນ່ນອນໃນວົງຈອນ. ກະແສໄຟຟ້າຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ແລະນ້ອຍໆ, ປະກົດການນີ້ເອີ້ນວ່າຜົນກະທົບຂອງ pyroelectric. ກຳ ລັງຜະລິດໄຟຟ້ານີ້ແມ່ນ ກຳ ລັງທີ່ມີຊື່ສຽງວ່າ“ Seebeck thermoelectromotive force”, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ“ ແຮງດັນລົດໄຟຟ້າ”, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ EAB, ແລະກະແສໄຟຟ້າ A ແລະ B ເອີ້ນວ່າ thermoelectrodes. ລາຍຊື່ຜູ້ຕິດຕໍ່ 1 ແມ່ນຖືກເຊື່ອມເຂົ້າກັນໂດຍທົ່ວໄປ, ແລະມັນຖືກຈັດໃສ່ໃນສະຖານທີ່ວັດແທກອຸນຫະພູມເພື່ອຮູ້ສຶກອຸນຫະພູມທີ່ຖືກວັດແທກໃນລະຫວ່າງການວັດແທກ, ສະນັ້ນມັນຖືກເອີ້ນວ່າຈຸດວັດແທກ (ຫລືຈຸດຮ້ອນຂອງປາຍທີ່ເຮັດວຽກ). ຢູ່ຈຸດທີ່ 2 ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມຄົງທີ່, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ອ້າງອີງ (ຫຼືຈຸດທີ່ຕັ້ງຢູ່ເຢັນ). ເຊັນເຊີທີ່ປະສົມປະສານສອງຕົວແລະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມປ່ຽນເປັນແຮງດັນລົດຈັກທີ່ເອີ້ນວ່າ thermocouple.

ຜົນບັງຄັບໃຊ້ thermoelectromotive ແມ່ນປະກອບດ້ວຍທ່າແຮງການຕິດຕໍ່ຂອງສອງ conductors (ທ່າແຮງ Peltier) ແລະທ່າແຮງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມຂອງ conductor ດ່ຽວ (ທ່າແຮງຂອງ Thomson). ຂະ ໜາດ ຂອງແຮງດັນ thermoelectromotive ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ conductor ທັງສອງແລະອຸນຫະພູມທີ່ຕັ້ງ.
ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກພາຍໃນ conductor ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ໃນເວລາທີ່ສອງ conductor A ແລະ B ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງອິເລັກຕອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ການແຜ່ກະຈາຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເກີດຂື້ນໃນພື້ນທີ່ຕິດຕໍ່, ແລະອິເລັກຕອນໄຫຼຈາກຕົວທີ່ມີຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງເຖິງຕົວທີ່ມີຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຕ່ ຳ. ອັດຕາການແຜ່ກະຈາຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກຂອງສອງຕົວ ນຳ ້ແລະມີອັດຕາສ່ວນກັບອຸນຫະພູມຂອງບໍລິເວນຕິດຕໍ່. ສົມມຸດວ່າຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງອິເລັກຕອນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ A ແລະ B ແມ່ນ NA ແລະ NB, ແລະ NA> NB, ເປັນຜົນມາຈາກການແຜ່ກະຈາຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ, conductor ສູນເສຍໄຟຟ້າແລະກາຍເປັນຄ່າບໍລິການໃນທາງບວກ, ໃນຂະນະທີ່ conductor B ໄດ້ຮັບເອເລັກໂຕຣນິກແລະກາຍເປັນການຄິດຄ່າລົບ, ສ້າງເປັນໄຟຟ້າ ພາກສະຫນາມດ້ານການຕິດຕໍ່. ສະ ໜາມ ໄຟຟ້ານີ້ກີດຂວາງການແຜ່ກະຈາຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະເມື່ອມີຄວາມສົມດຸນແບບເຄື່ອນໄຫວ, ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ ໝັ້ນ ຄົງໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂື້ນໃນບໍລິເວນຕິດຕໍ່, ນັ້ນແມ່ນທ່າແຮງການຕິດຕໍ່, ເຊິ່ງຄວາມແຮງຂອງມັນແມ່ນ

(8.2-2)

ບ່ອນທີ່ k – Boltzmann ຄົງທີ່, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – ຈຳ ນວນຄ່າໄຟຟ້າເອເລັກໂຕຣນິກ, e = 1.6 × 10-19 C;
T – ອຸນຫະພູມທີ່ຈຸດຕິດຕໍ່, K;
NA, NB– ແມ່ນຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງອິເລັກຕອນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ A ແລະ B ຕາມ ລຳ ດັບ.
ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມລະຫວ່າງສອງສົ້ນຂອງ conductor ຖືກເອີ້ນວ່າທ່າແຮງຂອງ thermoelectric. ເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມອຸນຫະພູມ, ການກະຈາຍພະລັງງານຂອງອິເລັກຕອນຖືກປ່ຽນແປງ. ເອເລັກໂຕຣນິກໃນຕອນສຸດທ້າຍອຸນຫະພູມສູງຈະກະຈາຍໄປໃນທ້າຍອຸນຫະພູມຕ່ ຳ (T0), ເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມສູງສຸດຖືກຄິດໄລ່ໃນທາງບວກເນື່ອງຈາກການສູນເສຍເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະອຸນຫະພູມຕ່ ຳ ສິ້ນສຸດລົງຈະຖືກຄິດຄ່າລົບຍ້ອນໄຟຟ້າ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງກໍ່ຖືກຜະລິດຢູ່ສອງສົ້ນຂອງຕົວ ນຳ ໄຟຟ້າດຽວກັນແລະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກແຜ່ລາມຈາກອຸນຫະພູມສູງຈົນເຖິງອຸນຫະພູມຕ່ ຳ. ຫຼັງຈາກນັ້ນເອເລັກໂຕຣນິກກະແຈກກະຈາຍເພື່ອສ້າງຄວາມສົມດຸນແບບເຄື່ອນໄຫວ. ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ອາດເກີດຂື້ນໃນເວລານີ້ແມ່ນເອີ້ນວ່າທ່າແຮງຂອງ thermoelectric ຫຼືທ່າແຮງຂອງ Thomson, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸນຫະພູມ ສຳ ລັບ

(8.2-3)

JDB-23 (2)

ໃນສູດ, σແມ່ນຕົວຄູນ Thomson, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນຂອງມູນຄ່າແຮງງານໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມ 1 ° C, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງມັນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນລັກສະນະວັດສະດຸແລະອຸນຫະພູມຢູ່ທັງສອງສົ້ນ.
ວົງຈອນປິດ thermocouple ປະກອບດ້ວຍ conductor A ແລະ B ມີສອງທ່າແຮງໃນການຕິດຕໍ່ eAB (T) ແລະ eAB (T0) ທີ່ສອງລາຍຊື່ຕິດຕໍ່ພົວພັນ, ແລະເນື່ອງຈາກວ່າ T> T0, ມັນຍັງມີທ່າແຮງທາງ thermoelectric ໃນແຕ່ລະ conductor A ແລະ B. ດັ່ງນັ້ນ, ແຮງດັນໄຟຟ້າຄວາມຮ້ອນທັງ ໝົດ EAB (T, T0) ຂອງວົງຈອນປິດຄວນຈະເປັນຕົວເລກພຶດຊະຄະນິດຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຕິດຕໍ່ແລະອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຂອງອຸນຫະພູມໄຟຟ້າ, ຄື:

(8.2-4)

ສຳ ລັບ thermocouple ທີ່ຖືກຄັດເລືອກ, ເມື່ອອຸນຫະພູມອ້າງອີງມີຄວາມຄົງທີ່, ກຳ ລັງ thermoelectromotive ທັງ ໝົດ ກາຍເປັນ ໜ້າ ທີ່ທີ່ມີຄຸນຄ່າດຽວຂອງອຸນຫະພູມປາຍຍອດວັດ T, ນັ້ນແມ່ນ EAB (T, T0) = f (T). ນີ້ແມ່ນຫຼັກການພື້ນຖານຂອງອຸນຫະພູມວັດແທກອຸນຫະພູມ.


ເວລາໄປສະນີ: Jun-11-2021