溫度檢測技術(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)展起來的新型微傳感器, 其敏感元件為微米級的薄膜, 具有體積小、 熱擾動小、 熱動態(tài)響應(yīng)時間短、靈敏度高、便于集成和安裝的特點 , 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量、表面溫度的測量等場合。 近年來發(fā)展的陶瓷薄膜熱電偶 , 可以測量更高的溫度, 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 , 在高溫表面溫度測量領(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。目前國外 n型熱電偶得到了廣泛的應(yīng)用 , 而國內(nèi)應(yīng)用仍舊不是很普遍, 但隨著對加工產(chǎn)品質(zhì)量控制要求的提高,n 型熱電偶使用將會越來越多。(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套管隔絕等技術(shù), 可以延長鎢錸熱電偶在氧化氣氛下的使用時間 , 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, 其特點有 : 熱電動勢和微分電勢大; 熔點高 , 測溫上限也高 ; 價格低; 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量。其缺點是復(fù)現(xiàn)性和機械性能差。 目前 , 取得進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) 溫度傳感器保護套管材料保護套管材料在溫度測量中對敏感元件起著保護作用 , 對其測量準(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

4、金屬陶瓷保護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量。4) 輻射測溫技術(shù)隨著光電和紅外探測器的發(fā)展, 出現(xiàn)了多種多樣的紅外測溫儀, 紅外測溫技術(shù)得到了更多的應(yīng)用。 具體表現(xiàn)在:(1) 測溫范圍從高溫、 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)被測對象的特性選擇;(4) 從點測量發(fā)展到二維面測量;(5) 紅外測溫儀具有小型化和智能化的特點 ;(6) 從測量原理和方法上消除發(fā)射率影響

5、 , 實現(xiàn)物體的真溫測量。多光譜測溫技術(shù)也逐步開始在科研和工程領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。其原理是在一個儀器中制成多個光譜通道, 利用多個光譜的物體輻射能量信息 , 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到物體的真實溫度。該方法測量溫度上限和測量準(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量。5) 光 纖測溫技術(shù)黑體空腔式光纖高溫計是由黑體空腔與被測介質(zhì)達到溫度平衡, 通過光纖將黑體腔的輻射能量傳輸給光電探測器件, 從而實現(xiàn)溫度測量。如藍寶石黑體空腔式光纖高溫計 , 具有測溫高、 響應(yīng)快、 壽命長的特點 , 可以部分取代貴金屬熱電偶。 還有一種測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, 由普通石英光纖實現(xiàn)測溫, 因其價格低、準(zhǔn)確度高的特點可以取代消耗型貴金屬熱電偶。分布式光纖測溫系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的傳感系統(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) , 可以對光纖所在的溫度場進行實時測量，利用光時域反射技術(shù)(otdr丹以對測量點進行精確定 位。分布式的結(jié)構(gòu)使得該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時快速多點測溫。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源器件之一，它是利用摻雜 ( 如鍺、磷等) 光纖的光敏性, 通過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, 光纖的柵距和折射率發(fā)生變化 , 導(dǎo)致其響應(yīng)波長的移動 , 通過檢測響應(yīng)波長即可確定溫度。它可以在一根光纖上實現(xiàn)多點測量 , 并能同時測量溫度和應(yīng)變。 利用這些原理制作的光纖多點溫度傳感器,可以應(yīng)用在油井溫度測量、 大壩或地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、 飛機蒙皮的健康監(jiān)測方面等場合 , 具有很好的應(yīng)用前景, 是近幾年溫度測量技術(shù)發(fā)展的重點之一。4 結(jié)論雖然溫度測量方法多種多樣, 但在很多情況下, 對于實際工程現(xiàn)場或一些特殊條件下的溫度測量, 比如對極限溫度、 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量來講, 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量方法的原理及特點 , 結(jié)合被測對象要求選擇合適的測量方法才能完成