用于热电偶参考端的热管型零度恒温器

　　一、概述

　　工业测温中广泛使用的热电偶，其热电势的大小与热电偶两端(测温端与参考端)的温差有关，热电势与温度值间关系是以参考端的温度为O℃作前提，在实际工业测温场合使用热电偶测量温度时，参考端的温度常以补偿电桥方法作补偿处理，由补偿电桥自动地补偿由于热电偶参考端变化而产生的测量误差;而在分度标定热电偶时，往往把热电偶的参考端置于0℃。通常以冰瓶存放冰水混合物获得0℃温度值置放热电偶的参考端。这种方法极为常用，但也有许多缺点。先决条件一定要有冰块，并且，每次使用前都需要人工制备冰水混合物的准备过程，在工作过程中也要不断地添加冰块，使用这种冰水混合物作热电偶参考端的温度就显示极不方便，自动化程度很不高。本文介绍热管型的零度恒温器，以先进的热管技术配用优良的控制电路获得稳定性好、各插孔温度极为一致的零度恒温器，满足各类热电偶分度校准时参考端所需的零摄氏度温度值之需。

　　二、热管原理

　　热管的基本工作原理如图一所示。密闭的管内，在抽空形成负压后充入少量工作介质，管的内壁上贴有多孔物质，一般为金属丝网，称为吸液芯。在热管的一端加热后，吸液芯中工作介质吸收热量而汽化为蒸汽，在微小的压差下即能迅速地流向热管另一端，并向外界放出热量重新凝结为液体，液体借助于吸液芯的毛细吸力返回到加热段，并再次受热汽化，这种反复循环过程，使热量不断地从加热端转移到另一端，完成热量的迅速传输作用，热管就是依这种规律运行，成为热传导良好的导热体。

　　由于热管具有极好热传导性能，因而以热管制作的恒温器，其恒温器工作部位各处温度极为一致，与热传导性能极其优良的紫铜材料制作的恒温器相比，其温度均匀性方面性能更为优越。

　　三、热管型零度恒温器基本构成原理

　　由于热管具有极为优良的热传导性能，因而确保用作为热电偶参考端时，各支热电偶的参考端的温度就极为一致，只要使热管的工作温度稳定在O℃值，便构成了理想的热管型零度恒温器，其基本结构如图二所示。

　　为便于安置多支热电偶的参考端，热管设计成多插孔的结构:要使热管工作在零摄氏温度值，在热管安置半导体致冷器，使热管由室温降至0℃，通过控温元件检测热管的工作温度，并由适合的控温电路控制半导体致冷器的致冷功率，便使热管维持在所要求的工作温度O℃值。为达到实用目的，又获得所要求的控温性，温度控制电路采用时间比例控制，其控制原理方框图如图三所示。