一种热电堆检测装置的制作方法

本发明属于半导体传感器领域，具体涉及一种热电堆检测装置。

背景技术：

在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，具有多种优点。在需要对微小温差测量后得到精确、放大的测量结果，需要利用各热电偶输出的热电势互相叠加的特性，将两个或多个热电偶串接形成热电堆，达到一个精确的输出结果。在激光能量测量的方法中，一般是利用传感器测量激光吸收体吸收激光能量后温度升高的量值，从而实现对激光能量的测量。热电堆是激光能量计的重要部件，在激光能量计的生产过程中，需要对热电堆的响应灵敏度及线性度进行检测。

热电堆输出的电压u、热电堆冷热端温度差δt、热电堆灵敏度s之间的关系为：u＝sδt，因此，通过在热电堆一端加载热量，同时对另一端进行制冷，在热电堆两端形成温差，通过对热电堆两端温度、输出电压u的测量，通过计算，可以得到热电堆的灵敏度s并同时检测热电堆的线性度。

现行的检测装置，均是利用测温装置分别对热电堆两端温度进行测量，再测量热电堆输出电压u，进而得到热电堆灵敏度和线性度结果。由于现有装置绝热密封措施不足，造成热电堆两端串温，导致两端温差不稳定，且由需要分别测量热电堆两端温度，容易造成测量误差的叠加，使输出结果准确性受到影响。

技术实现要素：

针对现有技术中热电堆检测装置存在的技术问题，为了增加热电堆检测装置对热电堆两端的绝热密封性，对热电堆的加热能量进行精确控制，省去对热电堆两端温度的分别测量，减小检测误差并简化测试设备，本发明提出一种热电堆检测装置。

为实现上述发明的目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种热电堆检测装置，绝热工装1为绝热材料材质，绝热工装1内侧设置有下凹部8和供加热导线4引出的引线孔9，下凹部8内由底往上顺序设置有电加热部件3和能够包覆待测电热堆侧面的绝热圈13，绝热圈13设置有供连接待测电热堆的测试导线11穿出的孔14，电加热部件3通过加热导线4连接有直流电源分析仪6；导热工装2为导热材料材质，盖合在所述绝热工装1上，导热工装2内侧设置有导热凹部10和供测试导线7引出的出线孔11，所述导热凹部10设置在导热工装2内侧与下凹部8对应的位置，待测电热堆通过测试导线7连接a/d转换器5的输入端。

本发明进一步的技术方案在于：绝热工装1为聚四氟乙烯材质，导热工装2为金属铝材质，绝热工装1的一端和导热工装2的一端铰接。

本发明进一步的技术方案在于：还包括绝热垫12，所述绝热垫12为聚四氟乙烯材质，所述绝热垫12设置在下凹部8的底面，所述绝热垫12之上顺序设置有电加热部件3和用于包覆待测电热堆侧面的绝热圈13，所述绝热圈13设置有供连接待测电热堆的测试导线11穿出的孔14。

本发明进一步的技术方案在于：导热凹部10的边缘与导热工装2边缘之间的区域内，设置有一圈聚四氟乙烯材料制成的凸起部。

本发明进一步的技术方案在于：电加热部件3是厚度为0.5mm至2mm的平面镀膜电阻，a/d转换器5转换分辨率为1μv-5μv；所述直流电源分析仪6为可编程输出的电源。

本发明，采用高精度直流电源分析仪精确控制热电堆加热端的加热能量，采用绝热工装使热电堆加热端保持密封，采用导热工装使热电堆恒温端保持室温，获得了电热堆加热端和恒温端精确的温度差，采用绝热圈对热电堆侧面进行密封，减小了热电堆两端的热量传递。本发明结构简单，实现了电热堆加热端和恒温端的良好密封，省去了传统装置中设置的对热电堆两端温度测量的装置，减少了测量数据，提高了电热堆检测的精确度。

附图说明

图1为基于镀膜电阻的热电堆灵敏度及线性度检测系统原理图；

图2为绝热工装结构示意图；

图3为导热工装结构示意图；

图4为导热工装绝热垫；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

实施例1：

一种热电堆检测装置，包括绝热工装1、导热工装2、电加热部件3、加热导线4、a/d转换器5、直流电源分析仪6、测试导线7、引线孔9、出线孔11、绝热垫12、绝热圈13，绝热工装1为绝热材料材质，本实施例选用聚四氟乙烯材质，绝热工装1内侧设置有下凹部8和供导线4引出的引线孔9，下凹部8内由底往上顺序设置有电加热部件3和能够包覆待测电热堆侧面的绝热圈13，绝热圈13上设置有供连接待测电热堆的导线11穿出的孔14，电加热部件3通过导线4连接有直流电源分析仪6，电加热部件3选用厚度为0.5mm至2mm的平面镀膜电阻，直流电源分析仪6选用可编程输出的电源；导热工装2为导热材料材质，本实施例选用金属铝材质，绝热工装1的一端和导热工装2的一端铰接，导热工装2盖合在所述绝热工装1上，导热工装2内侧设置有导热凹部10和供导线7引出的出线孔11，所述导热凹部10设置在导热工装2内侧与下凹部8对应的位置，待测电热堆通过导线11连接a/d转换器5的输入端，a/d转换器5选用转换分辨率为1μv-5μv的高精度装换器。绝热垫12，所述绝热垫12为聚四氟乙烯材质，所述绝热垫12设置在下凹部8的底面，所述绝热垫12之上顺序设置有电加热部件3和用于包覆待测电热堆侧面的绝热圈13。导热凹部10的边缘与导热工装2边缘之间的区域内，设置有一圈聚四氟乙烯材料制成的凸起部。

本实施例所述的直流电源分析仪6是一种高精度可编程输出电源，通过加热导线4连接电加热部件3进行供电，直流电源分析仪6选用的是keysight公司的n6705b产品，可实现对输入能量的精确控制和记录。a/d转换器5是将热电堆输出的电压信号转换为数字信号进行输出的装置，即模数转换器，本实施例中ad转换模块选用ni公司生产的scxi-1205型号，转换分辨率为1μv-5μv，a/d转换器5的输入端引出测试导线7，用于测试时连接待测电热堆。

对热电堆进行检测时，利用直流电源分析仪6将电能量加载至平面镀膜电阻上，平面镀膜电阻一面与绝热垫12紧密相连，另一面与热电堆加热端平面紧密接触，加载的电能量以热能的形式往热电堆表面传递，而热电堆四周由聚四氟乙烯圈包围，另一面与铝块紧密接触，因此，热电堆测温面的温度升高为：δt＝eelc/(c电阻+c热电堆温升面)，其中eelc为加载的电能量，c电阻和c热电堆温升面分别为平面瓷片电阻和热电堆温升面的热容量，而热电堆另外一面由于导热工装2的散热，温度等于室温，即热电堆加热端和恒温端的温差即是直流电源分析仪6输入的能量所导致的温度升高。对直流电源分析仪6输出电能量eelc进行控制并实时记录；同时，启动a/d转换器5将热电堆对该能量响应进行实时精确监测，记录输出曲线。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离

本技术：
原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这样改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于半导体传感器领域，具体涉及一种热电堆检测装置。绝热工装为绝热材料材质，绝热工装内侧设置有下凹部和供加热导线引出的引线孔，下凹部内由底往上顺序设置有电加热部件和能够包覆待测电热堆侧面的绝热圈，绝热圈设置有供连接待测电热堆的测试导线穿出的孔，电加热部件通过加热导线连接有直流电源分析仪；导热工装为导热材料材质，盖合在所述绝热工装上，导热工装内侧设置有导热凹部和供测试导线引出的出线孔，所述导热凹部设置在导热工装内侧与下凹部对应的位置，待测电热堆通过测试导线连接A/D转换器的输入端。省去了传统装置中设置的对热电堆两端温度测量的装置，减少了测量数据，提高了电热堆检测的精确度。

技术研发人员：唐菱;党钊;汪凌芳;陈骥;彭志涛;刘华;王超;李克洪;王渊承;齐珍;周维;粟敬钦;胡东霞;郑奎兴;朱启华
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院激光聚变研究中心
技术研发日：2017.05.02
技术公布日：2017.10.03