本发明专利技术公开了一种带有自适应补偿的热电堆传感器及其红外测温仪，该热电堆传感器包括外壳，以及位于外壳内的至少一个热电偶单元和至少一个热电偶补偿单元；所述热电偶补偿单元覆盖有反射层，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元数量相等且反向串联连接，所述热电偶单元的热容量与导热系数的比值为第一数值，所述热电偶补偿单元的热容量与导热系数的比值为第二数值，所述第一数值与所述第二数值相等。本发明专利技术实施例能够在温度梯度较大的情况下，减少由于壳体内的气体传热不均匀导致的测量误差，结构简单。本发明专利技术实施例可广泛应用于热电堆传感器技术领域。堆传感器技术领域。堆传感器技术领域。
【技术实现步骤摘要】
带有自适应补偿的热电堆传感器及其红外测温仪
[0001]本专利技术涉及热电堆传感器
，尤其涉及带有自适应补偿的热电堆传感器及其红外测温仪。
技术介绍
[0002]热电偶是最古老的热探测器之一，热电偶是基于温差电效应工作的，至今仍得到广泛的应用。单个热电偶提供的温差电动势比较小，满足不了某些应用的要求，所以常把几个或几十个热电偶串接起来组成热电堆，热电堆比热电偶提供更大的温差电动势，便于获取测量结果。
[0003]在一般应用中，热电堆探测器均被封装在含有气体的外壳内，如TO
‑
46或TO
‑
5壳体。在温度梯度较大的情况下，封装壳体内的气体对热电堆传热不均匀，从而在测量过程中引入误差。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例的目的是提供一种带有自适应补偿的热电堆传感器及其红外测温仪，能够在温度梯度较大的情况下，减少由于壳体内的气体传热不均匀导致的测量误差，结构简单。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种带有自适应补偿的热电堆传感器，包括：外壳，以及位于外壳内的至少一个热电偶单元、至少一个热电偶补偿单元和所述热电偶单元及所述热电偶补偿单元的支撑结构；所述热电偶补偿单元覆盖有反射层，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元数量相等且反向串联连接，所述热电偶单元的热端及冷端与对应支撑结构的热容量与导热系数的比值为第一数值，所述热电偶补偿单元的热端及冷端与对应支撑结构的热容量与导热系数的比值为第二数值，所述第一数值与所述第二数值相等。<br/>[0006]可选地，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元单个反向串联连接。
[0007]可选地，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元间隔分布。
[0008]可选地，所述热电偶单元及所述热电偶补偿单元分别按等分分组，分组后的热电偶单元组及热电偶补偿单元组反向串联连接；其中，组内的热电偶单元或热电偶补偿单元串联连接。
[0009]可选地，所述热电偶单元组及所述热电偶补偿单元组间隔分布。
[0010]可选地，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元的材料相同。
[0011]可选地，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元的相对于所述外壳中心对称分布。
[0012]可选地，所述热电偶单元的热端覆盖有吸收层。
[0013]可选地，所述热电偶单元的冷端覆盖有反射层。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供了一种红外测温仪，包括如第一方面实施例所述的热电堆传感器。
[0015]实施本专利技术实施例包括以下有益效果：本专利技术实施例通过将热电偶单元与热电偶补偿单元的热容量与导热系数的比值设置相等，以及将热电偶补偿单元覆盖反射层，使热电偶单元与热电偶补偿单元相对于由于壳体内的气体传热不均匀导致的误差测量结果更接近；并通过数量相等且反向串联连接的热电偶单元与热电偶补偿单元将误差测量结果抵消，从而减少由于壳体内的气体传热不均匀导致的测量误差，并且整个结构简单。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例提供的一种带有自适应补偿的热电堆传感器的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例提供的一种热电偶补偿单元的结构示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例提供的一种热电偶单元的结构示意图；
[0019]图4是本专利技术实施例提供的一种带有自适应补偿的热电堆传感器的单个热电偶单元及单个热电偶补偿单元的分布示意图；
[0020]图5是本专利技术实施例提供的一种带有自适应补偿的热电堆传感器的热电偶单元组及热电偶补偿单元组的分布示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0022]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种带有自适应补偿的热电堆传感器，包括：外壳A1，以及位于外壳内的至少一个热电偶单元A2、至少一个热电偶补偿单元A3和热电偶单元A2及热电偶补偿单元A3的支撑结构A4；所述热电偶补偿单元A3覆盖有反射层，所述热电偶单元A2与所述热电偶补偿单元A3的数量相等且反向串联连接，所述热电偶单元A2的热端及冷端与对应支撑结构A4的热容量与导热系数的比值为第一数值，所述热电偶补偿单元A3的的热端及冷端与对应支撑结构A4热容量与导热系数的比值为第二数值，所述第一数值与所述第二数值相等。
[0023]需要说明的是，热电偶单元包括热端和冷端，热电偶单元的材料包括半导体材料或金属材料，如P型多晶硅，N型多晶硅，金属铝等。
[0024]本领域技术人员可以理解的是，热电偶补偿单元包括热端和冷端，热电偶补偿单元的反射层可以全部覆盖热端和冷端，或热电偶补偿单元的反射层可以覆盖热端但不覆盖冷端。由于，热电偶补偿单元的冷端也会吸收热辐射，如果冷端全覆盖反射层会使热电偶补偿单元的热辐射响应降到最低，但同时也会增大热电偶补偿单元与热电偶单元的温度梯度差异，因此，在实际使用过程中，热电偶补偿单元的反射层的覆盖范围根据实际情况设置，本专利技术实施例不做具体的限制。涂覆反射层的方法包括采用蒸镀或溅射等工艺涂覆铝或钛等金属材料。
[0025]需要说明的是，如图1所示，热电堆传感器的热电偶单元和热电偶补偿单元都放置在支撑结构A4，支撑结构A4包括支架和隔离板，支架为隔离板提供支撑，热电偶单元和热电偶补偿单元都是在隔离板为基板制备的，隔离板优先选用低热导率和低热容量的材料。热电偶单元及热电偶补偿单元与支撑结构满足以下关系式，以使热端和冷端及其支撑结构的
热容量和热导率相互协调：
[0026][0027]其中，C
w
为热电偶单元的热端及其支撑结构的热容量，λ
w
为热电偶单元的热端及其支撑结构的热导率，C
k
为热电偶单元的冷端及其支撑结构的热容量，λ
k
为热电偶单元的冷端及其支撑结构的热导率，C
z1
为热电偶补偿单元的热端及其支撑结构的热容量，λ
z1
为热电偶补偿单元的热端及其支撑结构的热导率，C
z2
为热电偶补偿单元的冷端及其支撑结构的热容量，λ
z2
为热电偶补偿单元的冷端及其支撑结构的热导率。
[0028]如图2所示，热电偶补偿单元的热电偶层S13在隔离板层S12上，隔离板层S12由支架S11提供支撑，热电偶层S13上覆盖有反射层S14；图2中显示，反射层S14全部覆盖热电偶层S13的热端和冷端。
[0029]实施本专利技术实施例包括以下有益效果：本专利技术实施例通过将热电偶单元与热电偶补偿单元的热容量与导热系数的比值设置相等，以及将热电偶补偿单元覆盖反射层，使热电偶单元与热电偶补偿单元相对于由于壳体内的气体传热不均匀导致的误差测量结果更接近；并通过数量相等且反向串联连接的热电偶单元与热电偶补偿单元将误差测量结果抵消，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有自适应补偿的热电堆传感器，其特征在于，包括：外壳，以及位于外壳内的至少一个热电偶单元、至少一个热电偶补偿单元和所述热电偶单元及所述热电偶补偿单元的支撑结构；所述热电偶补偿单元覆盖有反射层，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元数量相等且反向串联连接，所述热电偶单元的热端及冷端与对应支撑结构的热容量与导热系数的比值为第一数值，所述热电偶补偿单元的热端及冷端与对应支撑结构的热容量与导热系数的比值为第二数值，所述第一数值与所述第二数值相等。2.根据权利要求1所述的热电堆传感器，其特征在于，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元单个反向串联连接。3.根据权利要求2所述的热电堆传感器，其特征在于，所述热电偶单元与所述热电偶补偿单元间隔分布。4.根据权利要求1所述的热电堆传感器，其特征在于，所述热电偶单元及所述热电偶补...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雷，陈思杰，
申请(专利权)人：佛山极限传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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