工業(yè)儀表第3章溫度測(cè)量-資料下載頁(yè)
2025-04-29 06:25本頁(yè)面
【正文】 以有 即 T＝ TBS 測(cè)量過程： 光電檢測(cè)器交替接受來自調(diào)節(jié)盤的波長(zhǎng)為 λ1和 λ2的單色輻射，向比值運(yùn)算器輸入電信號(hào)，經(jīng)比較運(yùn)算后輸至顯示儀表。目鏡通過反射鏡接受平行于平面玻璃反射的部分輻射，以便瞄準(zhǔn)目標(biāo)并調(diào)節(jié)成相大小 。 實(shí)際物體近似灰體，選擇適當(dāng)波長(zhǎng)使 21 ?? ?? ? 則 T≈ TBS 這說明： 用比色高溫計(jì)測(cè)量近似灰體的溫度時(shí)，無需考慮黑度的修正，測(cè)量結(jié)果誤差不大 比色高溫計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）不受實(shí)際物體黑度的影響，即無需修正黑度。 （ 2）不受輻射通道上介質(zhì)選擇性吸收單色輻射能的影響 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ? 定義： 測(cè)量物體紅外輻射來確定物體溫度的溫度計(jì) ? 種類： 全紅外輻射型、單色紅外輻射型、比色型 ? 特點(diǎn)：可測(cè)低溫 . 6 紅外線溫度傳感器（紅外測(cè)溫儀） 測(cè)溫原理： 任何物體在低溫時(shí)向外輻射的能量大部分為紅外輻射。 單色紅外輻射感溫器實(shí)際上是接受某一窄波段 λ1～ λ2的紅外輻射線。此波段的 Eλ～ T關(guān)系 用普郎克或維恩公式積分求得 ? ? ? ? ?????? ??? ??21212125100 e x p??????????? dTCCdEE紅外線波長(zhǎng)范圍： ～ 100μm 紅外測(cè)溫儀的結(jié)構(gòu)組成： 1） 紅外輻射通道 （ 光學(xué)系統(tǒng) ） ： 通過光學(xué)系統(tǒng)或某些透紅外窗口材料獲得一定波段的紅外輻射 A 棱鏡分光 不同材料的波長(zhǎng)上限： MgO、 MgF2 9μ m； CaF2 11μ m； ZnS 14μ m； ZnSe 22μ m； CaTe 31μ m B 采用不同的紅外窗口材料 2） 紅外變換元件： 接受紅外輻射后將其轉(zhuǎn)換為其它信號(hào) （ 電信號(hào)或熱信號(hào) ） A 光電變換器 變換元件所用材料不同 ， 其紅外線響應(yīng)波長(zhǎng)也不同： Tl2 μm； PbTe 6 μm； PbSe 7 μm B 熱探測(cè)器： 熱電堆、熱電阻等，響應(yīng)波譜范圍寬 熱電堆通常由鉍－銀、鉍－銻、銅、康銅、鉍－鉍錫合金等組成。 組成熱電堆的熱電偶數(shù)量從十幾支至幾十支。 為了使熱電偶反應(yīng)加快，可減小熱電堆體積。利用真空鍍膜和光刻技術(shù)，將 鉍－銻材料制成薄膜型熱電堆，每 cm2可排列20支以上熱電偶。 光纖輻射式溫度測(cè)試儀 ? 以物體輻射理論為基礎(chǔ)的非接觸式溫度測(cè)試儀。 ? 工作原理： 選定一波長(zhǎng) λ,則被測(cè)物體的輻射度是溫度的單值函數(shù)。只要測(cè)出 λ下的輻出度 ,就可以確定該物體的亮度溫度 ,并有下列關(guān)系式 : ? （ 330） ? ? ? ??? 1ln11 2TcTTs????式中 ,c2— 常數(shù) ,λ — 波長(zhǎng) ,ε — 光譜發(fā)射率 ,Ts —測(cè)量溫度 ,T — 實(shí)際溫度 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1）光纖探頭： 完成輻射光線的采集 采用多模石英光纖束。 透鏡耦合： 提高對(duì)溫度信號(hào)的靈敏試 （ 2）前置器 ? 1）窄帶干涉濾光片 ? 位置：光電探測(cè)器前端 ? 作用：濾除其他波長(zhǎng)的輻射和背景干擾輻射。干涉濾光片的中心波長(zhǎng)為所選用的測(cè)量波長(zhǎng)。 ? 半波帶寬度的選取原則：在保證測(cè)量靈敏度的前提下，選取盡量小半波帶寬度 ,以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。 ? 中溫通道干涉濾光片的參數(shù)： ? λ=， Δλ=25 nm，最大透過率為 70%。 ? 高溫通道干涉濾光片的參數(shù)： ? λ=， Δλ=20 nm，最大透過率為 70%。 2) 光電探測(cè)器及其轉(zhuǎn)換電路 ? 構(gòu)成：光電探測(cè)器與前置放大器 ? 作用：提高抗干擾性能和抗環(huán)境溫度變化能力。 ? 3）有源低通濾波器 ? 作用：濾除信號(hào)中的高頻噪聲。 （ 3）二次儀表 ? 1）低通濾波及零點(diǎn)調(diào)整 ? 作用：零點(diǎn)調(diào)整、阻抗變換 ? 2）線性化處理 ? 作用：在一定范圍內(nèi)獲得 V— T線性關(guān)系 R E Fi0lnVVaV ?? 參比電壓 輸入電壓 電路傳輸系數(shù) 水晶測(cè)溫儀 ? 利用水晶音叉壓電諧振頻率與溫度嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系外加數(shù)字電路構(gòu)成的溫度測(cè)控儀。 ? 傳感器采用水晶音叉溫度傳感器 ? 水晶具有壓電性 ,當(dāng)施加電場(chǎng)后 ,就會(huì)發(fā)生機(jī)械形變，不同的水晶音叉具備特有的諧振頻率(它取決于水晶的彈性、柔順常數(shù)、密度和音叉結(jié)構(gòu)等 )，當(dāng)外加電信號(hào)滿足振蕩條件時(shí) (增益大于，相位同相 )，則回路發(fā)生壓電諧振，此諧振頻率 fT與溫度 T是一一對(duì)應(yīng)的，即： fT― fT0= fT0[1+A ( T― T0) +B(T― T0)2+C(T― T0) 3] 式中， f— 溫度 T時(shí)的振蕩頻率； fT0— 溫度 T0時(shí)的振蕩頻率； T— 任意溫度； T0— 參考溫度。 解此方程可得： T=A+{A2―4B 〔 (fT0― fT)/ fT0〕 /2B}1/2+ T0 優(yōu)點(diǎn)： ? 傳感器輸出與溫度相對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)，抗噪聲能力強(qiáng)，容易進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。 ? 優(yōu)良的抗老化特性。 ? 頻率信號(hào)的分辨率高，頻率低，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的長(zhǎng)線傳輸，因此該傳感器能夠測(cè)量很小的溫度差。 ? 與熱電阻和熱電偶溫度傳感器相比，輸出的是頻率信號(hào)，供電電源的電壓、環(huán)境溫度的變化對(duì)石英溫度傳感器幾乎無影響。
語(yǔ)文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1