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温度传感器在生产实践中的应用

更新时间:2018-12-03 09:49      点击次数:8 次

  温度传感器是五花八门的各种传感器中为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为人们的生活提供了无数的便利和功能。下面就带大家去了解一下温度传感器的应用以及它的应用领域。

  温度传感器的主要应用

  温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位,约占50%。温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化,所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不断涌现。由于工农业生产中温度测量的范围极宽,从零下几百度到零上几千度,而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。

  温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类:接触式和非接触式。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触,使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触,而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器,以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度(如慢速行使的火车的轴承温度,旋转着的水泥窑的温度)及热容量小的物体(如集成电路中的温度分布)。

  在传感器中的应用

  温度传感器是早开发,应用广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继 开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。两种不同材质的导体,如在某点互相连接在一起,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果精确测量这个电位差,再测出不 加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度 也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶 温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。

  温度传感器的应用领域

  众所周知,温度传感器在各个行业领域都有广泛的应用,比如:医疗行业,工业,食品行业,水电站,石油化工,冶金业,印染制药等行业都有应用。

  法国Humirel 数字温湿度传感器HTU21D

  数字式温湿度复合传感器HTU21D功耗低,性价比高,尺寸小,应用于发动机和机动车辆, 医疗, 工业控制, 消费电子和家用电器等行业。

  (1)温度传感器感测应用。温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量(如流量、辐 射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等)。这些传感器的测量值都是以热 形式为媒介并以电信号的方式输出。

  (2)温度传感器生物医学应用。生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器,其中重要 的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在32~44℃之间,精确度小 于0.1℃。

  (3)温度传感器太空应用。热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量。利用分立的模拟和数字接口电路从感测元件读取温度信息对于低成本、低质量的使用情况 越来越不适用.尤其在微米/纳米卫星中更难满足需要。具有数字输出功能的智能温度传感器可应用于未来的卫星设计中.并能传送与微处理器兼容的数字信息。

  (4)温度传感器工业应用。集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用已有报道,尽管它们的特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大.对于低成本、长期 稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通信系统等这些特殊的应用需求,目前的智 能温度传感器都可满足。

  (5)温度传感器消费产品应用。低成本集成温度传感器与变送器已经出现,而且被应用于 消费产品中,如洗衣机、冰箱、空调等。低成本、无需外部部件、制造时简单的片 上校正等是消费产品应用的特殊需求.并且在一20一100℃之间测量精度要能达 到0.5℃。

  (6)温度传感器在医疗行业中的应用。传感器在医疗电子领域的应用也是屡见不鲜的。如非接触式温度计可以测量从一个遥远的红外辐射热源排放的热,用于血液分析仪的热敏电阻元件温度传感器,用于监测厢室、扩散灯和油冷式马达的温度,以免过热,如有过热现象,立即停机使其冷却等。随着科技的进步,传感器制造商可通过四种方法帮助设计人员减小医疗设备尺寸,包括提供灵活的封装选项、减小传感器集成电路尺寸,集成多种传感器功能以及装置智能化。

  (7)温度传感器在食品行业中应用。 温度传感器在食品加工行业也发挥了至关重要的作用,而随着科技的发展,智能温度传感器的应用而生,也为食品加工行业的生产效率打入了强心剂。

  在一些食品加工厂里加工过程中,工人在炒佐料的时候,就需要在不同的时间段里和不同的温度下混合不同的原材料,然后进行不同程度的翻炒,而且在炒制的过程中要对炒锅的温度进行严格的控制,防止炒坏佐料。因此用温度传感器来进行温度检测,对于测量车间炒锅的温度是否准确,并在必要的时候进行报警,对佐料质量的好坏有着重要的关键影响。

  在以往来看,企业佐料车间里温度和时间的控制,我们靠的是人工经验在控制着。这对佐料的质量有一定的影响,因为人工凭经验对温度测量和时间的把握准确性不是很高,而且还会有误差,导致炒出来的佐料质量参差不齐,没有一个统一标准,影响产品质量。我们针对上面的问题,选择了温度传感器和仪表组成的一个回路,用来提高准确测量温度和报警的目的,这对我们的帮助是很大的。

  工艺流程自动化程度越来越高,比如自动化技术在包装生产线中已占50%以上,大量使用了电脑设计和机电一体化控制,目的是提高生产率,提高设备的柔性和灵活性。而智能温度传感器正好解决和迎合了这一现状,使得问题迎刃而解。

  (8)热电偶温度传感器在工业中的应用。什么叫做热电偶,热电偶主要是用来测量温度,故美起名: 温度传感器 ,它应用很广泛,比如:

  (1)民用热电偶分:电饭煲用热电偶,冰箱用热电偶,燃气灶用热电偶,汽车用热电偶,电熨斗用热电偶,电脑等等

  (2)工业用的热电偶:军用的,大炮,导弹,飞船,消防坦克,航空航天,工业用的:冶金冶炼,石油化工,火电核电,制造业,机械制造、玻璃陶瓷、塑料橡胶、酿酒制药、轻工纺织、食品、烟草、水处理、等工业行业,为何非要用热电偶,工采网提醒您:比如消防坦克,当坦克开进火场,距离多远就不能往前走,所以外部要有热电偶,驾驶员通过仪表看到外部温度太高,就不能再往前走,还要看内部温度。像炼钢炼铁,你说钢水温度在1300度,但是要有参照或依据,过去就是通技术人员的眼睛来确认温度,感觉温度到达要求了,就说明这炉钢水完成了,可是现在不行啊,我们要保正产品质量,就要求精测精控,所以必须用热电偶才能达到要示。

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