CN109540316A - 一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计及测温方法 - Google Patents

一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计及测温方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计，其包括：外壳；与外壳相配合的手柄部分；位于外壳内的铂电阻感温元件；其中，所述铂电阻感温元件包括第一端和第二端，所述铂电阻感温元件的第一端与第一热电偶连接，所述铂电阻感温元件的第二端与第二热电偶连接。本发明通过铂电阻感温元件可在线校准热电偶，两个热电偶之间也可相互检查，实现快速准确的测温。

Description

一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计及测 温方法
技术领域
本发明涉及一种自校准式双热电偶温度计，尤其是涉及一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计及测温方法。
背景技术
热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。在测量准确度不高的场合中，经常使用热电偶进行快速的测量，虽然热电偶的响应时间短，但是其测量精度相对较低。
标准铂电阻温度计是传递13.8033K-960.78℃范围国际温标的补插仪器，在检定各种标准温度计和精密温度计量仪器时作为标准使用，在此温区也可直接用于高精度测量。铂电阻温度计由于其测量的准确性被广泛应用，然而铂电阻温度计在测温过程中需要较长响应时间，使得测量所需要的时间偏长。
就目前的标准铂电阻温度计和热电偶来说，不能满足使用者对测量精度和响应时间的双重需求。
发明内容
本发明提供一种综合利用常规标准铂电阻和热电偶的优势，为使用者提供多种选择，满足使用者的需求的基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计。
本发明提供一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计，其包括：外壳；与外壳相配合的手柄部分；位于外壳内的铂电阻感温元件；其中，所述铂电阻感温元件包括第一端和第二端，所述铂电阻感温元件的第一端与第一热电偶连接，所述铂电阻感温元件的第二端与第二热电偶连接。
其中，所述外壳为石英外壳或刚玉外壳或耐高温不锈钢外壳。
其中，在所述外壳内设置有骨架。
其中，所述铂电阻感温元件设置在石英骨架上。
其中，所述铂电阻感温元件高纯铂电阻丝。
本发明提供一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计的测温方法，在进行标准测温时，第一热电偶和第二热电偶的冷端连接到测温电桥，测得对应温度下的铂电阻感温元件的电阻，通过电阻计算出温度；
在进行快速测温时，第一测温元件连接第一热电偶，或第二测温元件连接第二热电偶，通过第一测温元件和/或第二测温元件测量热电偶的电压来得到对应的温度值。
本发明通过在测温过程根据实际需要来选择不同的感温元件，若需要响应迅速的可通过测量电压来得到对应的温度值，若需要精度高且对响应时间要求不高的可通过利用四线接法连接测量电阻值来得到对应的温度值。本发明通过铂电阻感温元件可在线校准热电偶，两个热电偶之间也可相互检查，实现快速准确的测温。
附图说明
图1为本发明的自校准式双热电偶温度计结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对发明进行解释，而不作为对其范围的具体限定。
如图1所示，作为常规的标准铂电阻温度计，该标准铂电阻温度计包括一端开口的外壳1和所述外壳1的开口部分相配合的手柄部分2，优选所述外壳为石英外壳或刚玉外壳或耐高温不锈钢外壳，在所述石英外壳1内设置有骨架3，该骨架3为石英或刚玉材料，在所述骨架上设置有铂电阻感温元件4，所述铂电阻感温元件4缠绕在所述骨架3上。
所述铂电阻感温元件4优选为具有预定长度的单根高纯度铂电阻丝，所述高纯铂电阻丝的两端分别连接到外接引线，所述铂电阻感温元件4具有第一端和第二端，作为铂电阻感温元件4的高纯铂电阻丝的第一端与第一外接引线5和第二外接引线6连接在一起，优选所述第一外接引线5和第二外接引线6焊接在一起，所述高纯铂电阻丝的第二端与第三外接引线7和第四外接引线8连接在一起，优选所述第三外接引线7和第四外接引线8焊接在一起。
所述第一外接引线5、第二外接引线6、第三外接引线7和第四外接引线8通过手柄部分2引出，连接到测量电桥。所述第一外接引线5为铂铑丝，所述第二外接引线6为铂丝引线，第三外接引线7为铂铑丝，第四外接引线8为铂丝引线，所述铂铑丝和所述铂丝引线之间具有相同或相接近的阻值。所述第一外接引线5和第二外接引线6组成第一热电偶，所述第三外接引线7和第四外接引线8组成第二热电偶。从而，所述第一热电偶的测温端与铂电阻感温元件4的第一端之间可采用搭接或焊接等方式连接在一起，所述第二热电偶的测温端与铂电阻感温元件4的第二端可采用搭接或焊接等方式连接在一起。
作为变形的实施方式，所述第一外接引线5为铂丝引线，所述第二外接引线6为铂铑丝，第三外接引线7为铂丝引线，第四外接引线8为铂铑丝，所述铂铑丝和所述铂丝引线之间具有相同或相接近的阻值优选所述第一外接引线5、第二外接引线6、第三外接引线7和第四外接引线8的长度相同。
作为更进一步的实施方式，只要连接到第一外接引线5和第二外接引线6之间的材料不同，可形成热电偶即可用于进行温度的测量；第三外接引线7和第四外接引线8之间的材料不同，可形成热电偶即可用于进行温度的测量
在进行标准测温时，将温度计放置到待测温区域，第一热电偶和第二热电偶的冷端连接到测温电桥，即所述第一外接引线5、第二外接引线6、第三外接引线7和第四外接引线8均连接到测温电桥，测得的结果就是待测温区域对应的温度下的铂电阻丝的电阻，通过电阻可计算出待测温区域的温度。
在进行快速测温时，将温度计放置到待测温区域，第一测温元件连接第一热电偶，即连接到第一热电偶的所述第一外接引线5和第二外接引线6，或第二测温元件连接第二热电偶，即连接到第二热电偶的所述第三外接引线7和第四外接引线8，则对应的测量出第一热电偶和第二热电偶所对应连接的铂电阻感温元件4的温度，可通过第一测温元件和/或第二测温元件测量热电偶的电压来得到对应的温度值。交替检测或同时检测两个热电偶，其中两个热电偶的测温结果的准确度可通过铂电阻温度计感温元件的测温结果进行验证。通过热电偶可快速获得铂电阻感温元件的温度，可快速计算出待测温区域的温度。另外，通过铂电阻传感元件也可实现在线校准热电偶，且两个热电偶之间也可相互检查，提高测温的速度和准确性。
在测温过程根据实际需要来选择不同的感温元件，若需要响应迅速的可通过第一测温元件和第二测温元件测量热电偶的电压来得到对应的温度值，若需要精度高且对响应时间要求不高的可通过利用四线接法连接测量电阻值来得到对应的温度值。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于标准铂电阻温度计的自校准式双热电偶温度计，其包括：外壳；与外壳相配合的手柄部分；位于外壳内的铂电阻感温元件；其特征在于：所述铂电阻感温元件包括第一端和第二端，所述铂电阻感温元件的第一端与第一热电偶连接，所述铂电阻感温元件的第二端与第二热电偶连接。
2.如权利要求1所述的自校准式双热电偶温度计，其特征在于：所述外壳为石英外壳或刚玉外壳或耐高温不锈钢外壳。
3.如权利要求1所述的自校准式双热电偶温度计，其特征在于：在所述外壳内设置有骨架。
4.如权利要求3所述的自校准式双热电偶温度计，其特征在于：所述铂电阻感温元件设置在骨架上。
5.如权利要求1所述的自校准式双热电偶温度计，其特征在于：所述铂电阻感温元件为高纯铂电阻丝。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的自校准式双热电偶温度计的测温方法，其特征在于：在进行标准测温时，第一热电偶和第二热电偶的冷端连接到测温电桥，测得对应温度下的铂电阻感温元件的电阻，通过电阻计算出温度；
在进行快速测温时，第一测温元件连接第一热电偶，或第二测温元件连接第二热电偶，通过第一测温元件和/或第二测温元件测量热电偶的电压来得到对应的温度值。
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