更新時(shí)間:2022年12月05日
溫度是一個(gè)嚴(yán)重的物理參數(shù),許多嚴(yán)重的物理、化學(xué)過程都要求在一定的溫度條件下才能正常進(jìn)行。溫度測(cè)量分接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫兩大類。采用接觸式測(cè)溫時(shí),溫度敏感元件與被測(cè)對(duì)象接觸,以獲得較高的測(cè)量精度。但是,良好的接觸往往會(huì)破壞被測(cè)對(duì)象的熱平衡,存在置入誤差。由于測(cè)量環(huán)境特點(diǎn),對(duì)溫度敏感元件的結(jié)構(gòu)和性能要求較高。非接觸式測(cè)溫方法,溫度敏感元件不與被測(cè)對(duì)象接觸,而是通過熱輻射能推斷被測(cè)對(duì)象的溫度,測(cè)溫響應(yīng)快,對(duì)被測(cè)對(duì)象干擾小,可測(cè)量高溫、運(yùn)動(dòng)的被測(cè)對(duì)象,并可用于有強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)腐蝕等分外場合,但精度一般不高。
A、熱膨脹:
固體的膨脹:雙金屬溫度計(jì)
液體的膨脹:玻璃溫度計(jì)
氣體的膨脹:壓力式溫度計(jì)
B、熱電阻:
金屬溫度計(jì):銅電阻、鉑熱電阻、鎳熱電阻等
半導(dǎo)體熱敏電阻:鍺電阻、碳電阻、熱敏電阻(氧化物)等
C、熱電偶:
廉金屬熱電偶:K型熱電偶、E型熱電偶、T型熱電偶等。
貴金屬熱電偶:S型熱電偶、B型熱電偶等
非金屬熱電偶:硅化物系、碳化物-硼化物系等
(熱輻射溫度計(jì))
A、輻射法:輻射溫度計(jì)
B、亮度法:光學(xué)高溫計(jì)
C、比色法:比色溫度計(jì)
測(cè)溫方式 | 益處 | 缺點(diǎn) |
---|---|---|
接觸式溫度計(jì) | 簡單,可靠,價(jià)廉,測(cè)量精度較高,一般能夠測(cè)得真實(shí)溫度 | 受檢出元件熱慣性的影響,響應(yīng)時(shí)間較長,對(duì)熱容量小的物體難以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。不適于直接對(duì)腐蝕性介質(zhì)測(cè)溫,不能用于極高溫測(cè)量,難以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度 |
非接觸式溫度計(jì) | 原理上測(cè)溫范圍可以從超低溫到極高溫,不破壞被測(cè)溫場,可以測(cè)量熱容量小的運(yùn)動(dòng)溫度,可以測(cè)量區(qū)域的溫度分布,響應(yīng)速度較快 | 測(cè)量誤差較大,儀表求值一般代表表現(xiàn)溫度。在輻射通道上受介質(zhì)汲取及反射光干擾,影響儀吐露體現(xiàn)值。被測(cè)對(duì)象表面發(fā)射率影響儀吐露體現(xiàn)值。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,價(jià)格高 |
根據(jù)溫度測(cè)量要求,分為就地溫度測(cè)量和遠(yuǎn)傳溫度測(cè)量。就地溫度測(cè)量儀表一般采用熱膨脹溫度計(jì),其中水銀玻璃溫度計(jì)由于易受機(jī)械損傷,造成汞害,一般不推薦使用。因此,經(jīng)常使用的是壓力式溫度計(jì)和雙金屬溫度計(jì)。
壓力式溫度計(jì)是zui早應(yīng)用于生產(chǎn)過程溫度測(cè)量的方法之一,現(xiàn)在仍然廣泛用于就地指示。帶電接點(diǎn)的壓力式測(cè)溫系統(tǒng)還作為電路的接點(diǎn)開關(guān),用于就地溫度位式控制。壓力式溫度計(jì)的益處是:結(jié)構(gòu)簡單;機(jī)械強(qiáng)度高,不怕振動(dòng);價(jià)格較低;不需要外部能源。缺點(diǎn)是:測(cè)溫范圍有限制(-80~400℃);熱慣性大,響應(yīng)時(shí)間較慢;儀表密封系統(tǒng)(溫包、毛細(xì)管、彈簧管)損壞難于修理;測(cè)量精度受環(huán)境溫度、溫包安裝位置等影響大;毛細(xì)管傳送距離有限制。
雙金屬溫度計(jì)是另一種廣泛使用的就地溫度計(jì)。其益處是:結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低;維護(hù)方便。缺點(diǎn)是測(cè)量精度較低。在滿足測(cè)量范圍、工作壓力、精度要求下,應(yīng)優(yōu)先選用雙金屬溫度計(jì)。
輻射溫度計(jì)采用熱電堆或光敏元件、熱敏元件以及光電電池等作為檢測(cè)元件。它的響應(yīng)速度zui高,常用來測(cè)量移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)物體的溫度。也可用于不能安裝熱電偶等的測(cè)量場合中的溫度測(cè)量。
它的益處是:不需要與被測(cè)目標(biāo)接觸;適合高溫測(cè)量;重量輕,便于攜帶;有一定的精度。缺點(diǎn)是:價(jià)格較高;靠人眼比較,誤差大;被測(cè)物體的輻射率會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
光學(xué)高溫計(jì)結(jié)構(gòu)較簡單,輕巧便攜,使用方便。常用在金屬冶煉,玻璃熔融、熱處理等工藝過程中實(shí)現(xiàn)非接觸溫度測(cè)量。緊張缺點(diǎn)是測(cè)量靠人眼比較,容易引入主觀誤差。
比色溫度計(jì)按它的結(jié)構(gòu)可分為單通道和雙通道兩種。單通道比色溫度計(jì)精度高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。雙通道比色溫度計(jì)結(jié)構(gòu)較簡單,但精度低。它緊張應(yīng)用于測(cè)量表面發(fā)射率低、測(cè)量精度要求較高的場合。
熱電阻與熱電偶測(cè)量均是接觸式測(cè)量,其特點(diǎn)是簡單、可靠、測(cè)溫精度較高,并且測(cè)溫元件穩(wěn)定性好、價(jià)格低、信號(hào)可遠(yuǎn)傳等,是工業(yè)生產(chǎn)中使用zui多的測(cè)溫元件。
各類測(cè)溫儀表原理不同,應(yīng)用場合也不盡相通。
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