溫度檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀

1、精品文檔1) 薄膜溫度傳感器在傳感器結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面, 出現(xiàn)了薄膜溫度傳感器, 它是隨著薄膜技術(shù)的成熟而發(fā)展起來(lái)的新型微傳感器, 其敏感元件為微米級(jí)的薄膜, 具有體積小、 熱擾動(dòng)小、 熱動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、靈敏度高、便于集成和安裝的特點(diǎn) , 并且具有耐磨、耐壓、耐熱沖擊和抗剝離的優(yōu)良性能, 特別適合于微尺度或小空間溫度測(cè)量、表面溫度的測(cè)量等場(chǎng)合。 近年來(lái)發(fā)展的陶瓷薄膜熱電偶 , 可以測(cè)量更高的溫度, 克服了金屬薄膜熱電偶的一些催化效應(yīng)和冶金效應(yīng)等缺點(diǎn) , 在高溫表面溫度測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。2) 熱電偶材料性能的提高在熱電偶絲材料方面, 一些類型的熱電偶性能得到了提高 , 并出現(xiàn)了一些新型熱電偶類型。

2、(1)n 型熱電偶越來(lái)越受到重視。與 k 型熱電偶相比,n 型熱電偶的高溫穩(wěn)定性與使用壽命均明顯提高。目前國(guó)外 n型熱電偶得到了廣泛的應(yīng)用 , 而國(guó)內(nèi)應(yīng)用仍舊不是很普遍, 但隨著對(duì)加工產(chǎn)品質(zhì)量控制要求的提高,n 型熱電偶使用將會(huì)越來(lái)越多。(2) 鎢錸熱電偶抗氧化技術(shù)得到了發(fā)展, 拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。 主要是采用熱電偶絲材鍍膜或采用高致密保護(hù)套管隔絕等技術(shù), 可以延長(zhǎng)鎢錸熱電偶在氧化氣氛下的使用時(shí)間 , 使之不局限在還原條件下使用 , 可在一定程度上取代鉑銠等貴金屬熱電偶。(3) 一些非標(biāo)準(zhǔn)分度的金屬、非金屬熱電偶正在研制并逐步得到應(yīng)用。為了提高溫度測(cè)量上限, 一些非標(biāo)準(zhǔn)分度的鉑銠、銥銠等貴金屬熱

3、電偶已經(jīng)在工程上得到應(yīng)用。另外, 一些非金屬熱電偶材料得到了人們的重視, 其特點(diǎn)有 : 熱電動(dòng)勢(shì)和微分電勢(shì)大; 熔點(diǎn)高 , 測(cè)溫上限也高 ; 價(jià)格低; 選用合適的非金屬材料, 可制成抗氧化或抗碳化的熱電偶 , 用于惡劣條件下溫度的測(cè)量。其缺點(diǎn)是復(fù)現(xiàn)性和機(jī)械性能差。 目前 , 取得進(jìn)展的非金屬熱電偶有c-tic (zrb2、 nbc、 sic) 、 sic-sic 、zrb2(nbc)-zrc、mosi2-wsi2以及 b4c-c等。3) 溫度傳感器保護(hù)套管材料保護(hù)套管材料在溫度測(cè)量中對(duì)敏感元件起著保護(hù)作用 , 對(duì)其測(cè)量準(zhǔn)確度和使用壽命有很大影響 , 可由金屬、非金屬或金屬陶瓷等材料制成。近年來(lái)

4、金屬陶瓷保護(hù)套管材料性能得到了很大提高，如a12o3基、mg(&、zro2基和碳化鈦基等幾種金屬陶瓷 , 具有耐腐蝕、 抗熱沖擊、 耐高溫性 , 可以在氧化、 還原和中性氣氛下使用,在冶金行業(yè)中可用于高溫金屬熔液溫度的測(cè)量。4) 輻射測(cè)溫技術(shù)隨著光電和紅外探測(cè)器的發(fā)展, 出現(xiàn)了多種多樣的紅外測(cè)溫儀, 紅外測(cè)溫技術(shù)得到了更多的應(yīng)用。 具體表現(xiàn)在:(1) 測(cè)溫范圍從高溫、 中溫向中、 低溫部分拓展;(2)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性更高 ;(3) 工作波段多樣化 , 可根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特性選擇;(4) 從點(diǎn)測(cè)量發(fā)展到二維面測(cè)量;(5) 紅外測(cè)溫儀具有小型化和智能化的特點(diǎn) ;(6) 從測(cè)量原理和方法上消除發(fā)射率影響

5、 , 實(shí)現(xiàn)物體的真溫測(cè)量。多光譜測(cè)溫技術(shù)也逐步開(kāi)始在科研和工程領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。其原理是在一個(gè)儀器中制成多個(gè)光譜通道, 利用多個(gè)光譜的物體輻射能量信息 , 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到物體的真實(shí)溫度。該方法測(cè)量溫度上限和測(cè)量準(zhǔn)確度高、響應(yīng)快, 受中間介質(zhì)影響小 , 非常適合非透明火焰溫度和高溫表面溫度的測(cè)量。5) 光 纖測(cè)溫技術(shù)黑體空腔式光纖高溫計(jì)是由黑體空腔與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到溫度平衡, 通過(guò)光纖將黑體腔的輻射能量傳輸給光電探測(cè)器件, 從而實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。如藍(lán)寶石黑體空腔式光纖高溫計(jì) , 具有測(cè)溫高、 響應(yīng)快、 壽命長(zhǎng)的特點(diǎn) , 可以部分取代貴金屬熱電偶。 還有一種測(cè)量鋼水溫度的消耗型光纖溫度傳感器, 也是基于

6、以上原理, 由普通石英光纖實(shí)現(xiàn)測(cè)溫, 因其價(jià)格低、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)可以取代消耗型貴金屬熱電偶。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的傳感系統(tǒng) , 它是一種分布式的、 連續(xù)的、 功能型光纖溫度測(cè)量技術(shù)。 其中 , 光纖既是傳輸媒體也是傳感媒體, 利用光纖后向喇曼散射的溫度效應(yīng) , 可以對(duì)光纖所在的溫度場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，利用光時(shí)域反射技術(shù)(otdr丹以對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行精確定 位。分布式的結(jié)構(gòu)使得該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)快速多點(diǎn)測(cè)溫。光纖布拉格光柵(fbg)是最近十幾年發(fā)展最為迅速的光纖無(wú)源器件之一，它是利用摻雜 ( 如鍺、磷等) 光纖的光敏性, 通過(guò)某種工藝方法使外界入射光子和纖芯

7、內(nèi)的摻雜粒子相互作用 , 導(dǎo)致纖芯折射率沿纖軸方向周期或非周期性地永久性變化在纖芯內(nèi)形成空間相位光柵。 當(dāng)溫度變化時(shí), 光纖的柵距和折射率發(fā)生變化 , 導(dǎo)致其響應(yīng)波長(zhǎng)的移動(dòng) , 通過(guò)檢測(cè)響應(yīng)波長(zhǎng)即可確定溫度。它可以在一根光纖上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量 , 并能同時(shí)測(cè)量溫度和應(yīng)變。 利用這些原理制作的光纖多點(diǎn)溫度傳感器,可以應(yīng)用在油井溫度測(cè)量、 大壩或地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、 飛機(jī)蒙皮的健康監(jiān)測(cè)方面等場(chǎng)合 , 具有很好的應(yīng)用前景, 是近幾年溫度測(cè)量技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。4 結(jié)論雖然溫度測(cè)量方法多種多樣, 但在很多情況下, 對(duì)于實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)或一些特殊條件下的溫度測(cè)量, 比如對(duì)極限溫度、 高溫腐蝕性介質(zhì)溫度、 氣流溫度、 表面溫度、固體內(nèi)部溫度分布、微尺寸目標(biāo)溫度、大空間溫度分布、生物體內(nèi)溫度、電磁干擾條件下溫度測(cè)量來(lái)講, 要想得到準(zhǔn)確可靠的結(jié)果并非易事, 需要非常熟悉各種測(cè)量方法的原理及特點(diǎn) , 結(jié)合被測(cè)對(duì)象要求選擇合適的測(cè)量方法才能完成