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表面溫度傳感�
閱讀�3456時間�2018-08-03 09:59:57

    表面溫度傳感�是在航空、航�、能�、化�、紡織和其它科研和生�(chǎn)�(lǐng)域中測量表面溫度的元�。表面溫度傳感器為專用的表面溫度�,通常,專用的表面溫度傳感器是具有極薄厚度的片狀外形,根�(jù)測量溫度的要求分為表面熱電阻和表�熱電�感應(yīng)傳感��

�(chǎn)生背�

   在航�、航天、能�、化工、紡織和其它科研和生�(chǎn)中存在大量的表面溫度測試問題。但是環(huán)境狀�、溫度傳感器和被測表面相互影�,形成一個復(fù)雜的系統(tǒng)。各種影響因素直接或間接影響了表面溫度的準確�。因�,表面溫度測量是一種經(jīng)常需要但又很難進行的測��
   如果使用通常形狀的溫度傳感器(如針狀、球狀、圓柱狀等),將由于傳感器的自身形狀�(dǎo)熱干擾原溫度場而引起測量誤��
   因此,對于表面溫度的精確測量�(yīng)選用專用的表面溫度計。換句話說,�(yīng)選用帶有專用表面溫度傳感器的溫度計對表面溫度進行精確的測��
   通常,專用的表面溫度傳感器是具有極薄厚度的片狀外形�

選擇方法

   為了準確地測量表面溫�,建議一般選用專用的表面溫度傳感��
   通過縱覽各種傳感器類型和技�(shù)�(guī)格表,可以清楚地�(fā)�(xiàn)表面熱電阻和表面熱電偶感�(yīng)傳感器之間的最明顯差別。在一些應(yīng)用中(如涉及在中等溫度下進行臨時非關(guān)鍵性測量的�(yīng)用),兩種類型都足以勝任,只有價格是決定因素。一般而言,熱電偶具有更寬的工作溫度范圍和更快的響�(yīng)速度,并且價格稍微低一��
   表面熱電偶在�(jié)�(gòu)上堅固得�,并且不受因安裝材料或方法所引起的應(yīng)變的影響。它們具有設(shè)計簡單的固有特點,從而使成本較低。所有熱電偶表面?zhèn)鞲衅鞫季哂心軌蛟谂c表面熱電阻傳感器相比高出很多的溫度下正常工作以及響應(yīng)更加快速的特定。但�,熱電偶傳感器生成的電壓信號較低,可能需要進行附加放大,這在電氣噪聲很高的環(huán)境中是一個缺點�
   與表面熱電偶傳感器不�,表面熱電阻傳感器不需要參考點、冰浴或溫度補償電路。這些傳感器具有非常低的熱�(zhì)�,因此可提供真實的表面溫度測量值以及快�50 ms的響�(yīng)時間。鉑傳感器被公認為是一種精密溫度測量傳感器,它可在-190℃~ 660℃溫度范圍來定義國際溫標(ITS-90�。將鉑溫度計選擇作為首要標準的主要原因是,它的電阻溫度參�(shù)具有�(yōu)異的�(wěn)定性和重復(fù)�。表面熱電阻的信號輸出大小是熱電偶輸出的50�200�。這意味著溫度測量常常可使用標準儀表來進行�

注意事項

   通常�(yīng)用是將裝在保護管中的傳感器浸沒在受控制流體中或放置在已知�(huán)境中,而表面溫度測量需要將傳感器放置在�(huán)境條件可能對測量�(jié)果產(chǎn)生影響的容器外面。另�,表面輪�、表面的熱力性能以及傳感器與測量對象之間的導(dǎo)電通路等因素也會影響輸出信號的完整�。同�,傳感器的選型及安裝技�(shù)也會對測量系�(tǒng)的性能�(chǎn)生影響。表面溫度測量應(yīng)用廣�,對于評估不能接觸位置處的狀況十分有�。所使用的傳感器的種類和安裝技�(shù)也各種各樣。選型時�(yīng)根據(jù)諸如量程、準確度、可靠性以及與測量元件接觸的物�(zhì)的敏感度等溫度測量因素,以及傳感器的厚度、柔軟性和與測量對象和周圍�(huán)境之間的熱量交換�
   在使用表�?zhèn)鞲衅鲿r,應(yīng)注意以下兩個最重要�(guī)�
   1) 安裝表面?zhèn)鞲衅鲿r,能夠得到的熱接觸和最小的機械�(yīng)�。RdF 傳感器很容易正確進行安裝�
   2) 表面?zhèn)鞲衅鞅仨氝M行絕緣或隔離,以使其溫度盡可能接近表面溫�。這是由用戶來控制��
   為了對這些問題進行說明,圖1顯示了一個典型的表面溫度傳感�。本例中的傳感器安裝在輸送流體的管道�。實際可安裝傳感器的與流體最接近的點是管道外�。如果流體流動比較充分并且溫度波動不嚴重,則外壁溫度將十分接近流體的溫度�
   傳感器只能測量其自身溫度,必須嘗試使表面溫度與傳感器溫度相同。通過在傳感器上布置一個絕緣層以減少環(huán)境的影響并通過選擇一種在表面與傳感器之間提供良好熱接觸的安裝方法,可以實�(xiàn)這一��
   所選擇的傳感器安裝方法十分重要,因為雖然需要良好的熱接�,但熱膨脹系�(shù)的較大不匹配可能會引起導(dǎo)線式電阻溫度傳感器中�(chǎn)生應(yīng)�。這種�(yīng)變會�(chǎn)生電阻上的變�,可能會被誤解釋為一個溫度改�。當安裝電阻和熱電偶傳感器時,應(yīng)使引線與感應(yīng)表面接觸一段長�,以便降低感�(yīng)�(dǎo)線或�(jié)點的熱傳�(dǎo)效應(yīng)�

安裝方法

   安裝表面?zhèn)鞲衅鞯牟绞谴_定安裝方�。某些剛性表面溫度傳感器提供了機械安裝件,但多數(shù)情況下,需要使用一種粘合劑。在選擇粘合劑時,應(yīng)考慮以下問題�
   1. �(yù)期工作溫度范圍與適合所考慮的粘合劑��
   2. 傳感�、表面和粘合劑的熱膨脹系�(shù)相近��
   3. 粘合劑的涂布與安裝方式相容嗎?例�,如果粘合劑需要在較高溫度下固�,則在遠距離安裝的情況下這會成為一個問題�
   4. 粘合劑安裝是針對性安裝還是臨時安��
   用于安裝傳感器的粘合劑通常有以下幾種:
   1) �(huán)氧樹脂粘合劑
   這種粘合劑可以各種形式提供,包括液體、膏狀、薄膜和粉末等形�,當通常使用的是雙組分粘合劑,使用之前必須將兩個組分進行混合。固化時間從室溫�5分鐘一直到較高溫度下的幾個小時。多�(shù)�(huán)氧樹脂粘合劑在基體樹脂中加有填料,使它們適合填充縫隙或在傳感器上涂��
   2) 氰基丙烯酸酯粘合�
   這些粘合劑為超快速固化型粘合劑。它們在室溫下在10�60秒內(nèi)即可固化。它們的使用受到溫度和濕度的限制。由于多�(shù)氰基丙烯酸酯基粘合劑不含填料或填充空洞的能力有限,因此被粘部件之間必須緊密接觸�
   3) 硅橡膠粘合劑
   硅橡膠粘合劑的優(yōu)點是具有橡膠彈�,可在傳感器與表面之間提供一種富有彈性的低應(yīng)力粘接。它們以單組分或雙組分膏狀形式提供,甚至可以雙面膠帶的形式提供,這種膠帶可瞬間被粘貼在傳感器和表面上。它們具有非常寬的使用溫度范圍。膏狀的硅橡膠粘合劑需要的固化時間較長,如果在所需使用溫度之上沒有固化,粘合劑可能會逆轉(zhuǎn)為原狀�
   4) 聚酰亞胺粘合�
   有幾個系列的聚合物粘合劑可提供優(yōu)異的粘接力和高溫�(wěn)定�。但是,它們必須在仔細控制的溫度和壓力下進行固化。這就使得�(xiàn)場安裝十分困��
   5) 陶瓷粘合�
   陶瓷粘合劑或粘結(jié)劑的�(yōu)點是具有非常高的使用溫度。它們可以膏狀形式來使�,里面添加有金屬氧化物填料,以一種酸作為粘料。它們通常需要較高溫度才能固�。固化之�,陶瓷粘�(jié)劑一般堅硬、易碎并具有吸濕��
   6) 溶劑釋放型粘合劑
   一些常見的較便宜的粘合劑需要從樹脂材料中釋放出溶劑以形成粘接層。應(yīng)該注�,如果傳感器對于該溶劑不具有滲透�,則粘合劑將不會正確固化。在選擇這些粘合劑時�(yīng)加以小心。選擇了粘合劑后,必須制定一個可用來一致性地安裝傳感器的步驟�

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