热电效应和热电偶

 热电效应是热电温度测量的基础。该效应是德国医生塞贝克于1821年发现的,因此也称塞贝克效应。本文首先介绍塞贝克效应是如何发现的,然后在说明热电温度计的基本原理的基础上,简单介绍热电偶的基本结构、种类、用途以及今后的发展。     

固体声速温变特性实验室探究

基于良导体导热系数的测温原理和声速测量实验原理,利用高灵敏度温差热电偶测温,采用时差法测量固体中声速,设计并搭建了一套可以测量不同温度下金属材料中纵波声速的实验装置。在注意了各种实验操作细节的基础上,研究了A3钢合金材料中超声纵波声速在30～100℃范围内的变化规律,并对本实验的误差来源进行了探究,提出一些减小误差的措施方法。结果表明,使用此套装置研究固体超声纵波声速温变特性,操作过程简单易行,立足于实验室的需求,适合于在实验室推广使用。     

物理实验中测温热电偶冷端补偿方法的改进

本文介绍了两种热电偶冷端温度补偿电路在物理实验测量中的应用及校准方法,对热电偶的工作原理、冷端温度补偿必要性作了说明,并详细介绍了冷端温度补偿过程．     

一种测量混合时间的新方法

利用热电偶和计算机相结合,设计了一套高精度测量混合时间的新方法,能测量不同粘度范围的流体介质,克服了传统的电导法和脱色法的缺陷     

热电偶的温差电特性

利用UJ27c型直流电位差计,我们设计了一个用于热电偶测量的实验。中描述了电位差计实验中热电偶的温差电动势的测量、热电偶的温差电特性曲线以及实验的可行性及意义。     

热振联合环境试验技术研究

针对工作在高温叠加振动环境中的飞行器结构进行热振联合环境试验的需要,研究了一种基于激光测量的非接触式热振联合环境试验技术,并基于该技术搭建了一套热振联合环境试验系统对某试验件进行试验,该系统包括振动试验系统和加热试验系统两个独立并行的子系统。试验结果表明,基于非接触式热振联合环境试验技术的热振联合环境试验系统在提供试验件所需振动环境的同时,可以精确地模拟试验件实际使用中的加热过程,具有较好的实用价值。     

一种适用于极端高温条件的六面顶压机实验组装

参考活塞-圆筒高压设备常用的实验组装中热电偶的布局方式,设计了一种适用于极端高温条件的六面顶压机实验组装。在新的实验组装中,热电偶不再横穿石墨加热炉,而是在石墨炉中纵向分布,从石墨炉顶端横向引出。与传统的六面顶压机实验组装相比,这种新组装具有更强的高温稳定性。测试表明:在5GPa压力下,1 600℃时实验组装的稳定性能够保持48h以上,1 800℃时能够保持约30h,2 000℃时能够保持约10h。温度梯度测试表明,当组装的中心温度为1 454℃时,在组装中央4mm的范围内平均温度梯度仅有27℃/mm,低于中心温度的2%。较长的保温时间以及低温度梯度能进一步提高六面顶压机在地球科学研究领域中的应用。     

活塞圆筒装置压力盘样品组装的温度测定和热结构分析

活塞圆筒是目前使用最广泛的固体介质高温高压装置,样品组装方式和组装件的材料类型决定了高压腔体内部的热结构特征。在0.5、1.0、1.5GPa压力下、800~1 400℃范围内,采用改进的双热电偶法、尖晶石反应测温法对QUICKpress型活塞圆筒的13mm压力盘的样品组装进行了温度测定,通过获得的实验数据并结合傅里叶热传导模拟结果进行了热结构分析。实验结果表明:(1)热峰位置均位于有效石墨炉中心以下,即靠近钢塞一侧,20℃温差范围的热点区轴向分布区域大小介于2.8~5.2mm,其热梯度为7.7~13.0℃/mm,而非热点区热梯度为42~83℃/mm;(2)随着温度或压力升高,热峰倾向于朝有效石墨炉中心靠拢,同时伴随着炉内热梯度增大和热点区变小,温度的影响更为显著。还对活塞圆筒压力组装的热结构的影响因素及相关问题进行了探讨。     

热流传感器传热特性电弧风洞实验及数值模拟

高超声速飞行器面临剧烈的气动加热环境, 电弧风洞是飞行器防热材料地面考核筛选的主力设备。热流密度是电弧风洞重要的模拟参数之一, 需要进行准确有效的测量。针对电弧风洞气流环境特点, 开展传统塞式量热计和新型同轴热电偶的对比测热试验, 并采用数值模拟对两种热流传感器的传热特性进行了分析。在电弧风洞平板自由射流试验热流密度分布在0~1 100 kW/m2范围内, 同轴热电偶的热流密度测试试验结果相对塞式量热计偏低10%~15%。数值模拟结果表明, 塞式量热计本身结构热物性参数不匹配会导致热流密度测量数值偏高至少10%, 而同轴热电偶测量数值偏高最大仅为2.19%, 相对塞式量热计具备更高的测量精度。同时, 电弧风洞中不同材质热流密度测试模型使用同轴热电偶进行测热试验时, 需要在同轴热电偶同模型之间增加适当厚度的不锈钢套以满足传感器周围环境的热匹配。