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          公司新聞

          溫度測量實用準則


          溫度測量實用準則
          溫度可通過各式各樣的傳感器來測量。 所有傳感器都是通過感知物理特性的某 些變化來判斷溫度。工程師有可能碰到 的6種傳感器類型如下:熱電偶、電阻溫 度探測器(RTD與熱敏電阻)、紅外輻 射器、雙金屬器件、液體膨脹式器件以 及相變器件。首先,我們對每種傳感器 進行簡短回顧。
          熱電偶主要由兩種不同金屬制成的金屬 條或金屬線組成,它們的一端連接在一 起。如后面所討論的,該連接點處的溫 度變化會引起另外兩端之間電動勢(emf) 的變化。隨著溫度升高,熱電偶的這一輸出電動勢emf也會增大,但不一定呈 線性關系
          電阻溫度探測器紅外線測溫儀利用了材料電阻隨材料 溫度而變化這一事實。兩種主要類型為 金屬測溫器件(通常稱為RTD)和熱敏 電阻。顧名思義,RTD依靠金屬電阻的 變化,電阻的增加或多或少都與溫度呈 線性關系。熱敏電阻依據的是陶瓷半導 體中的電阻變化;電阻下降與溫度升高 之間存在著非線性關系。
          紅外傳感器是非接觸式測溫設備。如后 面所討論的,它們通過測量材料放射出 的熱輻射來判斷溫度。
          雙金屬器件利用了不同金屬之間熱膨脹 率的差異。兩條金屬片聯結在一起,受 熱時,一側金屬片膨脹程度大于另一側 金屬片,由此造成的彎曲通過與指針相 連的金屬桿系轉變成溫度讀數。這些器 件便于攜帶并且不需要任何電源,然而 它們通常不如熱電偶或RTD,并且 不太適合溫度記錄。
          以家用溫度計為代表的液體膨脹式器件 通常分為兩類:水銀類和有機液體類。 還有利用氣體而非液體的類型。水銀被 認為是一種對環境有害的物質,因而有 一些法規限制含水銀器件的發運。液體 膨脹式傳感器無需電源,不存在爆炸 隱患,并且即使多次重復使用也依然可 靠。另一方面,它們產生的數據通常不 易記錄或傳輸,并且它們不能進行單點 測量或點測。
          相變溫度傳感器由在達到一定溫度時 外觀會變化的標簽、顆粒、顏料、油漆 或液晶構成。例如,它們可與汽阱配合 使用,當汽阱超過一定溫度時,附到汽 阱上的傳感器片上的白色圓點將變成 黑色。
          響應時間一般為幾分鐘,因而這類器件 通常不對溫度瞬變做出響應,并且其 精度低于使用其它類型傳感器進行的測 量。而且,相變是不可逆的,液晶顯示 器的情況例外。然而即便如此,如果在 產品運輸過程中,例如由于技術或法律 方面的原因,需要確認某件設備或材料 的溫度尚未超過一定數值,相變傳感器 還是比較方便。
          主力設備
          在化工行業,*常用的溫度傳感器是熱 電偶、電阻溫度探測器和紅外器件。對 于這些器件如何工作以及應該如何使用 它們,存在著一種普遍的誤解。
          熱電偶: 首先看一下熱電偶——也許是 三者中*常用但*缺乏了解的器件。本 質上,熱電偶由兩條一頭連接在一起, 另一頭打開的合金組成。輸出端(開口端;圖1a中的V 1)的電動勢emf是閉合 端溫度 T 1的函數。在該溫度增加時,電 動勢emf也隨之升高。
          通常,熱電偶帶有金屬或陶瓷護套,它 將熱電偶與各種環境因素隔開。金屬 護套熱電偶還帶有多種類型的涂層(例 如,聚四氟乙烯),以便在腐蝕性溶液 中無故障地使用。
          輸入端溫濕度計與輸出端之間導線的溫度變化不 影響輸出電壓,前提是導線為熱電偶合 金或熱電等效材料(圖1a)。例如,如 果熱電偶正在測量爐中溫度,而且顯示 讀數的儀表在一段距離以外,兩者之間 的導線可以從另一爐子附近經過并且不 受爐子溫度的影響,除非爐子變得足夠 熱而使導線熔化或者會地改變導線 的電熱行為。
          只要溫度T1在整個連接點處保持不變并 且連接點材料導電,連接點自身的成份 就不會對熱電偶行為產生任何影響(圖 1b)。同樣,在任一條或者兩條導線中 添加非熱電偶合金也不會影響讀數,條 件是這種"摻假"金屬兩端的溫度相同 。
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