溫度傳感器在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用
溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中為常用的一種,現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域中,也為人們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。接下來,工采網(wǎng)小編就帶大家去了解一下溫度傳感器的應(yīng)用以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。
溫度傳感器的主要應(yīng)用
溫度是表征物體冷熱程度的物理量,是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很重要而普遍的測量參數(shù)。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟的發(fā)展起到非常重要的作用。由于溫度測量的普遍性,溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位,約占50%。溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化,所以能作溫度傳感器的材料相當多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有:膨脹、電阻、電容、而電動勢、磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,新型溫度傳感器還會不斷涌現(xiàn)。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度測量的范圍極寬,從零下幾百度到零上幾千度,而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用。
溫度傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式分為兩大類:接觸式和非接觸式。接觸式溫度傳感器需要與被測介質(zhì)保持熱接觸,使兩者進行充分的熱交換而達到同一溫度。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶、PN結(jié)溫度傳感器等。非接觸式溫度傳感器無需與被測介質(zhì)接觸,而是通過被測介質(zhì)的熱輻射或?qū)α鱾鞯綔囟葌鞲衅?,以達到測溫的目的。這一類傳感器主要有紅外測溫傳感器。這種測溫方法的主要特點是可以測量運動狀態(tài)物質(zhì)的溫度(如慢速行使的火車的軸承溫度,旋轉(zhuǎn)著的水泥窯的溫度)及熱容量小的物體(如集成電路中的溫度分布)。
在傳感器中的應(yīng)用
溫度傳感器是早開發(fā),應(yīng)用廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀相繼 開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng),根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律,相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,如在某點互相連接在一起,對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。這個電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點的溫度有關(guān),和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),如果精確測量這個電位差,再測出不 加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為“熱電偶”。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度 也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數(shù)值大約在5~40微伏/℃之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點和缺陷,它靈敏度比較低,容易受到環(huán)境干擾信號的影響,也容易受到前置放大器溫度漂移的影響,因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶 溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關(guān),用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度,可以測量快速變化的過程。
溫度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
眾所周知,溫度傳感器在各個行業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,比如:醫(yī)療行業(yè),工業(yè),食品行業(yè),水電站,石油化工,冶金業(yè),印染制藥等行業(yè)都有應(yīng)用。
法國Humirel 數(shù)字溫濕度傳感器HTU21D
數(shù)字式溫濕度復(fù)合傳感器HTU21D功耗低,性價比高,尺寸小,應(yīng)用于發(fā)動機和機動車輛, 醫(yī)療, 工業(yè)控制, 消費電子和家用電器等行業(yè)。
(1)溫度傳感器感測應(yīng)用。溫度傳感器的熱轉(zhuǎn)換方式經(jīng)常被用來測量物理量(如流量、輻 射、氣體壓力、氣體種類、濕度、熱化學(xué)反應(yīng)等)。這些傳感器的測量值都是以熱 形式為媒介并以電信號的方式輸出。
(2)溫度傳感器生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用必須使用特殊的溫度傳感器,其中重要 的特性是要求低功耗、長期穩(wěn)定性好、可靠性高以及在32~44℃之間,精確度小 于0.1℃。
(3)溫度傳感器太空應(yīng)用。熱敏電阻以及硅PN結(jié)已經(jīng)使用于太空溫度測量。利用分立的模擬和數(shù)字接口電路從感測元件讀取溫度信息對于低成本、低質(zhì)量的使用情況 越來越不適用.尤其在微米/納米衛(wèi)星中更難滿足需要。具有數(shù)字輸出功能的智能溫度傳感器可應(yīng)用于未來的衛(wèi)星設(shè)計中.并能傳送與微處理器兼容的數(shù)字信息。
(4)溫度傳感器工業(yè)應(yīng)用。集成溫度傳感器在自動化應(yīng)用和微生物體熱檢測應(yīng)用已有報道,盡管它們的特性和需求根據(jù)每個特殊的應(yīng)用而變化非常大.對于低成本、長期 穩(wěn)定性和可靠性、強大的數(shù)字接口以及通信系統(tǒng)等這些特殊的應(yīng)用需求,目前的智 能溫度傳感器都可滿足。
(5)溫度傳感器消費產(chǎn)品應(yīng)用。低成本集成溫度傳感器與變送器已經(jīng)出現(xiàn),而且被應(yīng)用于 消費產(chǎn)品中,如洗衣機、冰箱、空調(diào)等。低成本、無需外部部件、制造時簡單的片 上校正等是消費產(chǎn)品應(yīng)用的特殊需求.并且在一20一100℃之間測量精度要能達 到0.5℃。
(6)溫度傳感器在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用。傳感器在醫(yī)療電子領(lǐng)域的應(yīng)用也是屢見不鮮的。如非接觸式溫度計可以測量從一個遙遠的紅外輻射熱源排放的熱,用于血液分析儀的熱敏電阻元件溫度傳感器,用于監(jiān)測廂室、擴散燈和油冷式馬達的溫度,以免過熱,如有過熱現(xiàn)象,立即停機使其冷卻等。隨著科技的進步,傳感器制造商可通過四種方法幫助設(shè)計人員減小醫(yī)療設(shè)備尺寸,包括提供靈活的封裝選項、減小傳感器集成電路尺寸,集成多種傳感器功能以及裝置智能化。
(7)溫度傳感器在食品行業(yè)中應(yīng)用。?溫度傳感器在食品加工行業(yè)也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,而隨著科技的發(fā)展,智能溫度傳感器的應(yīng)用而生,也為食品加工行業(yè)的生產(chǎn)效率打入了強心劑。
在一些食品加工廠里加工過程中,工人在炒佐料的時候,就需要在不同的時間段里和不同的溫度下混合不同的原材料,然后進行不同程度的翻炒,而且在炒制的過程中要對炒鍋的溫度進行嚴格的控制,防止炒壞佐料。因此用溫度傳感器來進行溫度檢測,對于測量車間炒鍋的溫度是否準確,并在必要的時候進行報警,對佐料質(zhì)量的好壞有著重要的關(guān)鍵影響。
在以往來看,企業(yè)佐料車間里溫度和時間的控制,我們靠的是人工經(jīng)驗在控制著。這對佐料的質(zhì)量有一定的影響,因為人工憑經(jīng)驗對溫度測量和時間的把握準確性不是很高,而且還會有誤差,導(dǎo)致炒出來的佐料質(zhì)量參差不齊,沒有一個統(tǒng)一標準,影響產(chǎn)品質(zhì)量。我們針對上面的問題,選擇了溫度傳感器和儀表組成的一個回路,用來提高準確測量溫度和報警的目的,這對我們的幫助是很大的。
工藝流程自動化程度越來越高,比如自動化技術(shù)在包裝生產(chǎn)線中已占50%以上,大量使用了電腦設(shè)計和機電一體化控制,目的是提高生產(chǎn)率,提高設(shè)備的柔性和靈活性。而智能溫度傳感器正好解決和迎合了這一現(xiàn)狀,使得問題迎刃而解。
(8)熱電偶溫度傳感器在工業(yè)中的應(yīng)用。什么叫做熱電偶,熱電偶主要是用來測量溫度,故美起名:?溫度傳感器?,它應(yīng)用很廣泛,比如:
(1)民用熱電偶分:電飯煲用熱電偶,冰箱用熱電偶,燃氣灶用熱電偶,汽車用熱電偶,電熨斗用熱電偶,電腦等等
(2)工業(yè)用的熱電偶:軍用的,大炮,導(dǎo)彈,飛船,消防坦克,航空航天,工業(yè)用的:冶金冶煉,石油化工,火電核電,制造業(yè),機械制造、玻璃陶瓷、塑料橡膠、釀酒制藥、輕工紡織、食品、煙草、水處理、等工業(yè)行業(yè),為何非要用熱電偶,工采網(wǎng)提醒您:比如消防坦克,當坦克開進火場,距離多遠就不能往前走,所以外部要有熱電偶,駕駛員通過儀表看到外部溫度太高,就不能再往前走,還要看內(nèi)部溫度。像煉鋼煉鐵,你說鋼水溫度在1300度,但是要有參照或依據(jù),過去就是通技術(shù)人員的眼睛來確認溫度,感覺溫度到達要求了,就說明這爐鋼水完成了,可是現(xiàn)在不行啊,我們要保正產(chǎn)品質(zhì)量,就要求精測精控,所以必須用熱電偶才能達到要示。
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