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接触式与非接触式温度传感器的特点

发布日期:2023-06-02 16:09:34   作者 :河北相位自动化    浏览量 :299
河北相位自动化 发布日期:2023-06-02 16:09:34  
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  温度传感器是温度测量类仪表的统称,包括双金属温度计、热电偶、红外测温仪等仪器。随着自动化生产与电子控制化生产的程度逐渐提升,各类传感器在工业生产中的重要性越来越大。生产过程中的环境与场景多种多样,因此温度传感器也发展出了很多不同的形态样式。


  根据测量方式,目前主要分为接触式与非接触式温度传感器。顾名思义它们的区别在于是否与被测物质有着实际的物理接触。


  接触式测量温度的仪器大多需要通过材料的热传递来进行,获取被测物质的温度后再由其他原理把温度信息转化为电信号或机械信号。


  非接触式测量的多采用红外或其他光学方式测量被测物体的热辐射或黑体辐射,根据其辐射或光学信号来计算出物体表面温度。

  在早期阶段,主要的温度测量手段都是接触式的,通过测温材料的热胀冷缩来实现热能到机械能的转换。具有代表性的测温仪表有水银柱温度计、酒精温度计、双金属温度计等。此类温度传感器的优点在于结构简单、工作稳定。由此也带来了使用难度、制造成本、维护成本等优点。凡事具有两面性,利用热膨胀原理注定了对温度变化的反应具有一定滞后性,而且量程与准确度不可兼得,扩大量程会损失准确度。


  经过一段时间的发展之后,出现了以电磁原理为基础的一系列温度传感器,热电偶和热电阻就是其中的代表。它们主要应用导电材料在不同温度下的电学性质变化来测量温度,电信号的敏感度高、响应速度快,为测量的效果带来了一定的提升。同时因为电信号便于输出和控制的原因,电磁类温度传感器与其他设备形成了系统性组合,使得水银温度计等传统温度传感器逐渐减少。

  于此同期,红外类非接触测温仪表也开始进入工业温度测量领域。非接触式测量的技术在早期并不算发达,测量准度较差。但因为非接触式测量带来的安全和操作上的优点也很快占据了一席之地。当技术逐渐发展后,非接触式测温传感器找到了适合自己的领域——高温环境测量。当温度高达上千摄氏度时,大多数金属材料都不再适合进行接触式测量。但在冶金、陶瓷等行业,高温环境下的准确温度控制始终是生产中重要的环节。针对类似环境的温度测量则陆续发展出了辐射测温、比色测温等非接触测温仪表。


  在安装过程中接触式与非接触式各有不同的特点,接触式测温仪表的安装重点多在于安装方向和接口牢固程度。要保证传感器部分与被测介质的有效接触,同时保证接口的密封性与牢固性。


  非接触式测温仪表的安装对稳固性和抗震要求更高,仪表的震动会导致测温点大幅度位移,从而导致数据突变等问题。同时非接触式测温仪表虽然无需接触高温的被测介质,但仍需要有一定的温度防护措施,以免高温介质附近的高温环境损坏仪表。


  综合来看,接触式与非接触式温度传感器各有特点,它们可以互为补充的应用于生产中的各个环节,对工业生产过程形成全过程温度监控。

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