一种便携式热电势检测仪器用探头制造技术

本发明专利技术涉及金属材料物理性能测试领域，具体涉及一种便携式热电势检测仪器用探头，至少包括封装在探头基体中的加热组件和测量组件，所述加热组件至少包括加热器，所述测量组件至少有两组，每组所述测量组件均包括铜棒和热电偶，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶其顶端伸出所述探头基体的表面且顶端端面相齐平，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶均通过导线与热电势检测仪器电连接，本发明专利技术的探头可靠性高，占用空间小，可手持使用或安装在热电势检测仪器上使用，无信号干扰，测量精度高。

A Portable Probe for Thermoelectric Potential Testing Instrument

【技术实现步骤摘要】
一种便携式热电势检测仪器用探头
本专利技术涉及金属材料物理性能测试领域，具体涉及一种便携式热电势检测仪器用探头。
技术介绍
热电效应是材料的一个基本物理效应。热电性的应用通常可分为以下方面：①通过热电性测试，分析金属材料组织结构的转变，例如研究合金时效、马氏体回火等；②利用塞贝克效应进行热电偶测温；③利用塞贝克效应实现温差发电；④利用珀耳帖效应实现电致冷。由于可通过热电性测试分析金属材料组织结构，且材料的热电性测试不受待测材料的表面光洁度、形状和尺寸影响，对材料性能的微小变化敏感，使得它成为材料尺寸和形状多变且材料性能变化很小的情况下表征材料的一种潜在的手段。1821年德国物理学家塞贝克发现，当两种不同材料A和B（导体或半导体）组成回路，且两接触处温度不同时，则在回路中存在电动势。这种效应成为塞贝克效应，又称热电效应。其电动势的大小与材料和温度有关。在温差较小时，电动势与温度差有线性关系EAB=SAB∆T。式中，SAB成为A和B间的相对塞贝克系数。每个导体的绝对塞贝克系数,其一般名称就是绝对热电势系数，也称为绝对热电势率，以下简称热电势系数。材料形成温差电动势的能力通常用热电动势系数S表征，其定义为S=∆V/∆T，式中，ΔV为在温差为ΔT二端建立的电位差。热电动势系数S也就是通常所说的热电势（TEP）。要测得材料的热电势，需要使得被测材料上产生温度差∆T，并能够精确测得温度差，还需要测量由于温度差引起的电势差∆V。金属材料部件的热电势变化很小，为了精确测量金属部件的热电势，测量装置的结构一般都比较复杂，体积较大，不便于现场测量，或有的仅为实验室测量装置。一些可以实现手持式便携测量的装置，但其测温、加热和测电压均在一个部件上，对测量电压影响因素多，其温控和电压测量误差较大，一般都为毫伏（mV）级，主要用于矿物种类的快速区分，不适合测量金属部件。要能够快速测量金属部件的热电势，需要一种能够手持式的便携探头，将测量和信号读取处理控制单元分开，既能实现测量探头小型化、便携化，又能保证测量精度。
技术实现思路
本专利技术基于现有技术存在的不足提供一种便携式热电势检测仪器用探头。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种便携式热电势检测仪器用探头，至少包括封装在探头基体中的加热组件和测量组件，所述加热组件至少包括加热器，所述测量组件至少有两组，每组所述测量组件均包括铜棒和热电偶，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶其顶端伸出所述探头基体的表面且顶端端面相齐平，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶均通过导线与热电势检测仪器电连接。进一步的，所述测量组件有两组，两组所述测量组件和所述加热器之间的距离不同。进一步的，每组所述测量组件中的所述热电偶和所述铜棒之间具有间隙且其与所述加热器之间的距离相等。进一步的，所述探头基体为第一基体，两所述测量组件与所述加热器共同封装于所述第一基体中。进一步的，所述探头基体包括相互独立的第二基体和第三基体，所述加热器和其中的一组所述测量组件封装于所述第二基体中，另一组所述测量组件封装于所述第二基体中。进一步的，所述探头基体为陶瓷基体或树脂基体。进一步的，所述加热组件还包括设于所述加热器外侧用以将所述加热器和所述探头基体相分隔的隔热材料层；所述铜棒上套设有压接环。进一步的，所述加热器与所述热电势检测仪器的温度控制单元电连接；所述热电偶与所述热电势检测仪器的温度测量单元电连接；所述铜棒与所述热电势检测仪器的电压测量单元电连接。进一步的，所述测量组件和所述加热组件平行设置，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶其顶端伸出所述探头基体的长度为1-3mm。采用以上技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术将热电偶、铜棒和加热器等部件封装在一起，保证了探头的可靠性和小型化。热电偶与铜棒分别实现测温和测电压，加热器进行加热，保证了信号互不干扰。热电偶与铜棒之间的距离尽量近，但又不相互接触，并且与加热器保持相同距离，可以保证所测的温度尽量接近铜棒与被测件接触点的温度。在加热器外侧包裹隔热材料，也降低了加热器对铜棒和探头基体的影响，保证探头的测量精度。本专利技术的探头可以封装的很小，可以测量较小的试样，最小可测量20*10mm的块状试样。探头与热电势测量仪器通过导线连接，可以手持探头测量，也可将探头固定于热电势测量仪器上，实现对金属部件或试样的热电势测量。附图说明附图1为本专利技术第一种实施方式的结构示意图；附图2为附图1中A-A方向的结构示意图；附图3为本专利技术第二种实施方式中第二基体的结构示意图；附图4为附图3中B-B方向的结构示意图；附图5为本专利技术第二种实施方式中第三基体的结构示意图；附图6为附图5中C-C方向的结构示意图。其中，1、探头基体；101、第一基体；102、第二基体；103、第三基体；2、加热器；3、铜棒；4、热电偶；5、压接环；6、隔热材料层。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。如图1至图6所示，一种便携式热电势检测仪器用探头，至少包括封装在探头基体1中的加热组件和测量组件，加热组件至少包括加热器2，测量组件至少有两组，每组测量组件均包括铜棒3和热电偶4，加热器2、铜棒3和热电偶4其顶端伸出探头基体1的表面且顶端端面相齐平，加热器2、铜棒3和热电偶4均通过导线与热电势检测仪器电连接。优选的，测量组件和加热组件平行设置，加热器2、铜棒3和热电偶4其顶端伸出探头基体1的长度为1-3mm，从而保证与被测件表面接触良好。铜棒3由纯铜制成，铜棒3的底端套设有压接环5，铜棒3与导线之间通过压接方式连接，压接环5也采用纯铜制成。加热器2的外侧采用隔热材料层6包覆，本实施例中的隔热材料层6为隔热薄膜，隔热材料层6的厚度为1-3mm，与被测件接触的表面不包覆隔热材料层6，通过设置隔热材料层6可以降低加热器2对铜棒3和探头基体1的影响，保证探头的测量精度。探头基体1的材料为树脂、陶瓷、塑料等绝缘材料。本实施例中，测量组件有两组，两组测量组件和加热器2之间的距离不同，其中一组靠近加热器2，另一组远离加热器2。每组测量组件中的热电偶4和铜棒3之间的距离尽量近但又不相互接触，热电偶4和铜棒3与加热器2之间的距离相等，以保证热电偶4所测的温度尽量接近铜棒3与被测件接触点的温度作为其中的一种实施方式，参见附图1和附图2所示，探头基体1为第一基体101，两测量组件与加热器2共同封装于第一基体101中。作为其中的另一种实施方式，参见附图3至附图6所示，探头基体1包括相互独立的第二基体102和第三基体103，加热器2和其中的一组测量组件封装于第二基体102中，另一组测量组件封装于第二基体102中，通过第一基体101和第二基体102配合使用，共同进行热电势测量。加热器2与热电势检测仪器的温度控制单元电连接；热电偶4与热电势检测仪器的温度测量单元电连接；铜棒3与热电势检测仪器的电压测量单元电连接。可通过靠近加热器2一侧的热电偶4的反馈控制加热器2的加热功率，从而达到预设的加热温度，使得被测件的两个与铜棒3接触的位置产生温度差，从而产生电压差，通过铜棒3连接的热电势检测仪器的电压测量单元测得电压差。当进行金属热电势测量时，可通过手持的方式将本专利技术的探头基体1按压在被测件上，当然，也可将探头基体1固定在热电势检测仪器上使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：至少包括封装在探头基体中的加热组件和测量组件，所述加热组件至少包括加热器，所述测量组件至少有两组，每组所述测量组件均包括铜棒和热电偶，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶其顶端伸出所述探头基体的表面且顶端端面相齐平，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶均通过导线与热电势检测仪器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：至少包括封装在探头基体中的加热组件和测量组件，所述加热组件至少包括加热器，所述测量组件至少有两组，每组所述测量组件均包括铜棒和热电偶，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶其顶端伸出所述探头基体的表面且顶端端面相齐平，所述加热器、所述铜棒和所述热电偶均通过导线与热电势检测仪器电连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：所述测量组件有两组，两组所述测量组件和所述加热器之间的距离不同。3.根据权利要求2所述的一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：每组所述测量组件中的所述热电偶和所述铜棒之间具有间隙且其与所述加热器之间的距离相等。4.根据权利要求2所述的一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：所述探头基体为第一基体，两所述测量组件与所述加热器共同封装于所述第一基体中。5.根据权利要求2所述的一种便携式热电势检测仪器用探头，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：史芳杰，薛飞，杨广宇，蒋林中，孙琦，遆文新，高超，黄飞，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，福建宁德核电有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32