[发明专利]一种冷端恒温可控的热电偶结构

说明书

本发明公开了一种冷端恒温可控的热电偶结构，将热电偶冷端置于恒温室内，采用激光制冷手段保持恒温室内温度恒定，主控制器通过激光器调谐电路实现激光制冷的可控。本发明可对热电偶的冷端进行主动式恒温控制，提高了热电偶测量的准确性。

技术领域

本发明涉及热电偶领域，具体是一种冷端恒温可控的热电偶结构。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它可直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。现有技术热电偶的热电偶丝设计的很长，其目的是使冷端和热端之间形成足够的温度梯度区，以防止热端的热量快速传递至冷端，但过长的热电偶丝限制了热电偶的应用场合。并且现有技术热电偶需加上补偿导线，其目的是在冷端温度不恒定时进行温度补偿，但冷端的温度无法实时测量得知，因此现有技术热电偶的温度补偿为被动补偿方式，不能主动对冷端温度进行调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷端恒温可控的热电偶结构，以解决现有技术热电偶过长的热电偶丝限制其应用场合、不能主动进行温度补偿的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种冷端恒温可控的热电偶结构，其特征在于：包括绝缘隔热材料制成的恒温室，恒温室顶部连接有控制盒，恒温室底部竖直连接有保护套管，保护套管内竖直设有一对热电偶丝，两热电偶丝下端延伸至保护套管内底部，且两热电偶丝下端连接为一体作为测温端，两热电偶丝上端伸入恒温室内底部并分别设为连接点，每个连接点分别连接有导线，两导线分别伸入控制盒内；

所述恒温室左侧设有激光室，激光室内底部设有可调谐激光器，激光室内顶部设有第一反射镜，所述可调谐激光器的出光口朝向第一反射镜的反射面，恒温室左侧对应第一反射镜位置设有入光口，入光口中安装有密封入光口的光耦合器件，可调谐激光器出射的光经过第一反射镜反射后从入光口中的光耦合器件耦合入射至恒温室，恒温室内充入有中性气体，恒温室内设有低温热电材料件，恒温室内还设有多个反射镜，由恒温室内多个反射镜反射光耦合器件耦合入射的激光形成多次反射光路，恒温室内右侧底部设有出光口，出光口中安装有密封出光口的光耦合器件，恒温室右侧对应出光口位置设有吸光室，吸光室内设有黑色吸光材料，多次反射光路的出射光经过出光口中的光耦合器件耦合入射至吸光室，被吸光室内的黑色吸光材料吸收；

所述控制盒内设有主控制器、两路电压信号采集板、激光器调谐电路，控制盒侧边设有显示器，所述显示器接入主控制器，其中一路电压信号采集板输入端与恒温室内的低温热电材料件连接，另一路电压信号采集板输入端供导线接入，两路电压信号采集板输出端分别与主控制器连接，激光器调谐电路输入端与主控制器连接，激光器调谐电路输出端与可调谐激光器连接。

所述的一种冷端恒温可控的热电偶结构，其特征在于：所述恒温室内右侧对应入光口位置设有第二反射镜，恒温室内位于第二反射镜下方设有第三反射镜，恒温室内左侧对应第三反射镜位置设有第四反射镜，恒温室内位于第四反射镜下方设有第五反射镜，第五反射镜的反射面朝向恒温室右侧出光口，由第二至第五反射镜共同构成多次反射光路。

所述的一种冷端恒温可控的热电偶结构，其特征在于：所述光耦合器件为光纤。

所述的一种冷端恒温可控的热电偶结构，其特征在于：所述中性气体为惰性气体中的任意一种。

本发明中增加恒温室，热电偶的冷端设在恒温室内，在恒温室中采用激光制冷的方式控制冷端温度保持恒温，无须另接补偿导线。恒温室内冷端的温度通过低温热电材料件转换为电信号后传送至主控制器，由主控制器根据低温热电材料件的电信号判断是否需要进行恒温控制，并通过激光器调谐电路控制可调谐激光器进行恒温控制，可调谐激光器出射的激光最后经吸光室内的黑色吸光材料吸收。本发明还在恒温室内增设多个反射镜，构成多次反射光路，以增强激光制冷效果。

本发明可对热电偶的冷端进行主动式恒温控制，提高了热电偶测量的准确性。

附图说明