新型溫度傳感器的研究與發(fā)展

溫度是一個(gè)基本的物理現(xiàn)象，它是生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用最普通、最重要的工藝參數(shù)，無(wú)論是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是科學(xué)研究和國(guó)防現(xiàn)代化，都離不開(kāi)溫度測(cè)量及溫度傳感器。它是現(xiàn)代測(cè)試和工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用頻率最高的傳感器之一。然而，溫度的準(zhǔn)確測(cè)量并非輕而易舉，即使有了準(zhǔn)確度很高的溫度傳感器，但是，如果測(cè)量方法選擇不當(dāng)或者測(cè)量的環(huán)境不能滿(mǎn)足要求，則都難以得到預(yù)期的結(jié)果。

　　溫度測(cè)量的最新進(jìn)展

　　當(dāng)前，雖然主要的溫度傳感器，如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計(jì)等的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是只能在傳統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)用，不能滿(mǎn)足許多領(lǐng)域的要求，尤其是高科技領(lǐng)域。因此，各國(guó)專(zhuān)家都在針對(duì)性的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊的實(shí)用測(cè)量技術(shù)。

　　光纖溫度傳感器

　　光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱(chēng)光纖）自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，從理論和實(shí)踐上都已證明它具有一系列的優(yōu)越性，光纖在傳感技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也日益受到廣泛重視。光纖傳感器是一種將被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置。它是由光耦合器、傳輸光纖及光電轉(zhuǎn)換器等三部分組成。目前已有用來(lái)測(cè)量壓力、位移、應(yīng)變、液面、角速度、線(xiàn)速度、溫度、磁場(chǎng)、電流、電壓等物理量的光纖傳感器問(wèn)世，解決了傳統(tǒng)方式難以解決的測(cè)量技術(shù)問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前約有百余種不同形式的光纖傳感器，用于不同領(lǐng)域進(jìn)行檢測(cè)?？梢灶A(yù)料，在新技術(shù)革命的浪潮中，光纖傳感器必將得到廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮出更多的作用。

　　特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|

　　熱電偶是傳統(tǒng)的溫度傳感器，用途非常廣泛。近年來(lái)，又發(fā)展出了一種新的測(cè)溫技術(shù)，能在火災(zāi)事故預(yù)警中有獨(dú)特的應(yīng)用。這種新型溫度傳感器稱(chēng)為特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|，又被稱(chēng)為連續(xù)熱電偶Continuous Thermocouple)或?qū)崾綗犭娕迹℉eating Seeking Thermocouple）。

　　熱敏電纜利用電偶熱電效應(yīng)，但測(cè)量的不是偶頭部的溫度，而是沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度上最高溫度點(diǎn)的溫度。由于這種獨(dú)特功能，最初被發(fā)達(dá)國(guó)家作為高精技術(shù)設(shè)備鋪設(shè)在航空母艦、驅(qū)逐艦的艦艙以及軍用飛機(jī)等軍事設(shè)備中。目前，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域來(lái)預(yù)防和減少因“過(guò)熱”引起的事故和損失。

　　熱敏電纜的主要性能

　　目前，熱敏電纜主要有兩種產(chǎn)品類(lèi)型（FTLD和CTTC），它們測(cè)溫原理相同，只是技術(shù)參數(shù)不同。

　　材料構(gòu)成 外層保護(hù)管：FTLD型采用雙層聚四氟乙烯，CTTC型采用鉻鎳鐵合金。為有效避免測(cè)量環(huán)境中的粉塵、油脂以及水分等介質(zhì)浸入，以及溫度范圍不同而引起的誤報(bào)，故采用不同材料。測(cè)溫元件：K型熱電偶。

　　外形尺寸 目前現(xiàn)有的產(chǎn)品長(zhǎng)度約6~15m，若需長(zhǎng)度加大，可以將幾根熱敏電纜連接起來(lái)。外徑尺寸FTLD為f3.5mm，CTTC為f9.3~18.7mm，可安裝在傳統(tǒng)探頭無(wú)法鋪設(shè)到的惡劣環(huán)境中。

　　工作溫度 FTLD為-40~200℃，CTTC為-40~899℃。

　　分度與靈敏度 熱敏電纜的分度與普通熱電偶相近，由于連續(xù)熱電偶的“臨時(shí)”熱接點(diǎn)不是緊密連接，熱接點(diǎn)之外兩電極間也并非完全絕緣，所以熱敏電纜的輸出熱電勢(shì)與同種熱電偶相比稍有降低，換算成溫度大約相差十幾攝氏度，這對(duì)于火警預(yù)報(bào)來(lái)說(shuō)是可以接受的。

　　彎曲半徑 除和熱敏電纜組成材料的性能和質(zhì)量有關(guān)外，還與隔離材料的密實(shí)程度有關(guān)。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10~20倍。