Wiadomości branżowe

Popularyzacja czujników temperatury

2021-04-09
Przetwornik temperatury odnosi się do czujnika, który może wykrywać temperaturę i przekształcać ją w użyteczny sygnał wyjściowy. Czujnik temperatury jest podstawową częścią przyrządu do pomiaru temperatury i istnieje wiele odmian. Zgodnie z metodą pomiaru można go podzielić na dwie kategorie: typ kontaktowy i typ bezkontaktowy. Ze względu na charakterystykę materiałów czujników i elementów elektronicznych można je podzielić na dwa typy: rezystancję termiczną i termoparę.

Główna klasyfikacja

Kontakt
Część detekcyjna dotykowego czujnika temperatury ma dobry kontakt z mierzonym obiektem, nazywana również termometrem.
Termometr osiąga równowagę termiczną poprzez przewodzenie lub konwekcję, dzięki czemu wartość termometru może bezpośrednio wskazywać temperaturę mierzonego obiektu. Generalnie dokładność pomiaru jest wysoka. W pewnym zakresie pomiaru temperatury termometr może również mierzyć rozkład temperatury wewnątrz obiektu. Jednak w przypadku poruszających się obiektów, małych obiektów lub obiektów o małej pojemności cieplnej wystąpią większe błędy pomiaru. Powszechnie stosowane termometry obejmują termometry bimetaliczne, termometry szklane do cieczy, termometry ciśnieniowe, termometry oporowe, termistory i termopary. Są szeroko stosowane w takich sektorach jak przemysł, rolnictwo i handel. Ludzie często używają tych termometrów w życiu codziennym. Dzięki szerokiemu zastosowaniu technologii kriogenicznej w krajowej inżynierii obronnej, technologii kosmicznej, metalurgii, elektronice, żywności, medycynie, petrochemii i innych sektorach oraz badaniach technologii nadprzewodzących opracowano termometry kriogeniczne mierzące temperatury poniżej 120 K, takie jak kriogeniczne termometry gazowe, parowy termometr ciśnieniowy, termometr akustyczny, paramagnetyczny termometr solny, termometr kwantowy, termorezystancja niskotemperaturowa i termopara niskotemperaturowa, itp. Termometry niskotemperaturowe wymagają niewielkich rozmiarów, wysokiej dokładności, dobrej powtarzalności i stabilności. Odporność termiczna nawęglonego szkła wykonana z porowatego szkła o wysokiej zawartości krzemionki nawęglonego i spiekanego jest rodzajem czujnika temperatury termometru niskotemperaturowego, który może być używany do pomiaru temperatury w zakresie od 1,6 do 300K.
Kontaktless
Jego czułe elementy nie stykają się ze sobą z mierzonym obiektem i jest również nazywany bezdotykowym przyrządem do pomiaru temperatury. Ten rodzaj przyrządu może być używany do pomiaru temperatury powierzchni poruszających się obiektów, małych celów i obiektów o małej pojemności cieplnej lub szybkich zmianach temperatury (przejściowych), a także może być używany do pomiaru rozkładu temperatury pola temperatury.
Najczęściej stosowany bezdotykowy przyrząd do pomiaru temperatury opiera się na podstawowym prawie promieniowania ciała doskonale czarnego i jest nazywany przyrządem do pomiaru temperatury promieniowania. Termometria radiacyjna obejmuje metodę luminancji (patrz pirometr optyczny), metodę radiacyjną (patrz pirometr radiacyjny) i metodę kolorymetryczną (patrz termometr kolorymetryczny). Wszystkie rodzaje metod pomiaru temperatury promieniowania mogą mierzyć tylko odpowiednią temperaturę jasności, temperaturę promieniowania lub temperaturę kolorymetryczną. Tylko temperatura zmierzona dla ciała doskonale czarnego (obiektu, który pochłania całe promieniowanie i nie odbija światła) jest prawdziwą temperaturą. Jeśli chcesz określić rzeczywistą temperaturę obiektu, musisz skorygować emisyjność powierzchniową materiału. Emisyjność powierzchniowa materiału zależy nie tylko od temperatury i długości fali, ale także od stanu powierzchni, powłoki i mikrostruktury, dlatego trudno jest ją dokładnie zmierzyć. W zautomatyzowanej produkcji często konieczne jest zastosowanie pomiaru temperatury promieniowania do pomiaru lub kontroli temperatury powierzchni niektórych obiektów, takich jak temperatura walcowania taśmy stalowej, temperatura walca, temperatura kucia oraz temperatura różnych stopionych metali w piecach do wytapiania lub tyglach w metalurgia . W tych szczególnych okolicznościach pomiar emisyjności powierzchniowej obiektu jest dość trudny. Do automatycznego pomiaru i kontroli temperatury powierzchni ciała stałego można użyć dodatkowego lustra, aby utworzyć wnękę ciała doskonale czarnego wraz z mierzoną powierzchnią. Wpływ dodatkowego promieniowania może zwiększyć efektywne promieniowanie i efektywny współczynnik emisji mierzonej powierzchni. Użyj efektywnego współczynnika emisji, aby skorygować zmierzoną temperaturę przez miernik, a na koniec uzyskać rzeczywistą temperaturę mierzonej powierzchni. Najbardziej typowym lustrem dodatkowym jest lustro półkuliste. Energia promieniowania rozproszonego mierzonej powierzchni w pobliżu środka kuli jest odbijana z powrotem do powierzchni przez lustro półkuliste, tworząc dodatkowe promieniowanie, zwiększając w ten sposób efektywny współczynnik emisji, gdzie ε jest emisyjnością powierzchniową materiału, a Ï jest współczynnik odbicia lustra. Jeśli chodzi o pomiar promieniowania rzeczywistej temperatury mediów gazowych i ciekłych, można zastosować metodę umieszczania rurki z materiału żaroodpornego na określoną głębokość w celu utworzenia wnęki ciała doskonale czarnego. Efektywny współczynnik emisji z cylindrycznej wnęki po osiągnięciu równowagi termicznej z medium jest obliczany na podstawie obliczeń. W automatycznym pomiarze i kontroli wartość ta może być wykorzystana do skorygowania zmierzonej temperatury dna wnęki (tj. temperatury medium) w celu uzyskania rzeczywistej temperatury medium.
 
Zalety bezdotykowego pomiaru temperatury: Górna granica pomiaru nie jest ograniczona przez rezystancję termiczną elementu pomiarowego, więc w zasadzie nie ma ograniczeń co do maksymalnej mierzalnej temperatury. W przypadku wysokich temperatur powyżej 1800°C stosuje się głównie bezdotykowe metody pomiaru temperatury. Wraz z rozwojem technologii podczerwieni, pomiar temperatury promieniowania stopniowo rozszerzył się ze światła widzialnego na podczerwień. Przyjęto ją od temperatury poniżej 700°C do temperatury pokojowej, a rozdzielczość jest bardzo wysoka.