温度测量技术的动态及特殊与实用测温技术

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1、温度测量技术的最新动态及特殊与实用测温技术王魁汉李友王柏忠(东北大学，沈阳110004)关键词：温度测量测量技术发展动态Keywords:TemperaturemeasurementMeasuringtechnologyDevelopingtrend摘要：简述温度测量技术的最新动态，即从点到线；由线到自；由袁及里，从有线到无线的发展趋势。介绍了符合热电偶热电势的缸外测温探头、复合管型铠装热电偶等新型温度传感器。详细探讨了高温气体、熔体、真空及粉体等特殊及实用测量技术。AbstractThelateststatuso

2、fthetechnologyoftemperaturemeasurementisdescribedbriefly,i.e.thedevelopingtrendfrompointtolineandformlinetoplane;fromoutwardshowtoinnerthoughtandfromwiredtowireless.Someofthenoveltemperaturetransducerswhichmeetthethermalpotentialofthermocouples,e.g.theinfrared

3、temperatureprobeandcompoundarmoredthermocoupleareintroduced.Theuniqueandpracticaltechnologiesoftemperaturemeasurementunderspecialconditions,e.g.hightemperaturegas,meltedmaterials,vacuumandpowderareexpoundedindetail.0引言    当前，主要的温度仪表，如热电偶、热电阻及辐射温度计等在技术上已经成熟，但是，

4、它们只能在传统的场合应用，尚不能满足许多领域的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在有针对性地竟相开发各种新型温度传感器及特殊与实用测温技术，如采用光纤、激光及遥感或存储等技术的新型温度计已经实用化。本文着重探讨引进的工业炉、渗碳炉等高温气体、钢、铜、铝、熔盐等高温熔体，真空及流动粉体等实用测温技术及温度传感器国产化问题。1温度测量技术的最新动态1.1由点到线、由线到面温度分布的测量技术1.1.1多芯热电偶    传统的温度测量可称为对某一“点”的温度测量。如用热电偶测量炉窑温度，只能给出量端点所处场温度分布感

5、兴趣。在生产半导体的扩散炉内，严密监视炉内温度分布是十分必要的。以前是采用多芯热电偶，即在一只保护管内放入多只热电偶，构成多芯热电偶。采用多芯铠装热电偶还可以测量竖窑或炉衬内的温度分布。对于谷仓、煤仓等可用测温电缆，沿其电缆线上组装多只热电偶或热电阻测量线状温度分布。1.1.2光纤式温度分布测量装置    光纤式温度分布测量装器是用1只传感器就能测出线状温度分布的划时代新产品[1]。该装置的基本原理是，将激光脉冲射到光纤中。依据到达各处返回的散射光中斯托克及反斯托克光之比，求其温度。这种光纤式温度分布测量装置最长可

6、测量30km 以内的温度分布，用它测量油井从地面到地下深度方向的温度分布是很理想的。1.1.3用辐射温度计或热像仪测量表面温度分布    对于被测表面的温度测量与控制，从前多用热像仪或辐射温度计，如水泥行业对回转窑表面温度监视，通过红外温度计沿窑轴线运动，可以测出旋转炉窑表面温度分布以防止过烧。然而，对于钢铁厂的高炉外表层的温度分布的测量，若采用辐射温度计，则由于视野及精度等原因，目前仍多采用热电偶。可是，若具有充分的监视能力，必须用多支热电偶，致使成本增高；若采用上述的光纤技术则可以大幅度降低成本。1.1.4用长

7、热电偶(托偶)测量表面温度分布    对于步进式加热炉等炉内温度分布的测量，通常是将热电偶焊接或布接在耐热物体上，然后在逐渐向炉内移动的同时测量温度。为了测量整个炉内温度分布，因此热电偶要很长，有的达20m以上，操作很不方便。1.1.5用耐热数据记录仪与短热电偶相结合测量表面温度分布    将小型半导体存储装置放入耐热容器内，并与很短的热电偶一起随物体进入炉内（见图1），可以很方便地测量炉内温度分布。当然，根据炉内温度高低及停留时间长短，该装置具备一定的耐热性是必要的。1.印刷线路板；2.记忆装置；3.热电偶；4.

8、软熔炉图1软熔炉用记忆装置 1.2由表面到内部、深部的温度测量技术    欲知物体内部温度，是将带有保护管的温度传感器插入物体内直接测量。但是，有时却受到许多制约，有时欲测量的内部温度是不能直接插入的，例如人体内部温度的测量。为此，人们有针对性地开发出测量人体温度的温度计。其原理如图2所示。温度计中间有绝热层，上下各有一个热敏电阻，并在其上放一个加热器。如将