温度检测诊断

温度检测诊断温度检测诊断第1页接触式测温利用热平衡原理来测量温度，测量仪表通常比较简单、可靠，测量精度较高；但存在测温延迟现象，且不能应用于很高温度测量。非接触式仪表测温是经过热辐射原理来测量温度，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，也不会破坏被测物体温度场，反应速度普通也比较快；但受外界原因影响，其测量误差较大。温度检测诊断第2页温度检测诊断第3页一、热膨胀式温度计 利用液体、气体、或固体热胀冷缩性质来进行测量，如水银温度计、双金属温度计。6.1接触式测温温度检测诊断第4页二、热电偶测温热电偶是利用热电效应来测量温度。

将两种不一样材料导体或半导体A和B焊接起来，组成一个闭合回路。 当导体A和B两个接触点1和2之间存在温差(t>t0)时，二者之间便产生电动势eAB(t,t0)，这种现象称为热电效应。eAB称为热电势。温度检测诊断第5页eAB由接触电势和温差电势两个别组成。 接触电势是因为两种不一样导体接触时，因为内部电子浓度不一样，发生自由电子扩散而产生。图中eAB(t)、eAB(t0)即为接触电势。 温差电势是因为导体两端温度不一样，促使电子移动而产生。图中eA(t,t0)、eAB(t,t0)即为温差电势。所以：热电势eAB=eAB(t)–eAB(t0)+eB(t,t0)–eA(t,t0)温度检测诊断第6页

当热电极材料A、B确定后，若使冷端温度不变，则热电势就只是热端温度t单值函数。所以，经过测量热电势，就能够测出温度t。温度检测诊断第7页中间温度定律： 热电偶A、B在接点温度(t,t0)时热电势等于该热电偶在接点温度(t,tn)与(tn,t0)时热电势之和。这么可将热电偶分度表t0取作定值，即t0=0。对任何EAB(t,tn)均用统一表求得。

EAB(tn,t0)称作非标准冷端赔偿值。温度检测诊断第8页中间导体定律： 回路中加入第三种导体，只要加入导体两端温度相同，则对回路热电势没有影响。 利用中间导体定律,可在回路中引入各种仪表和各种连接导线,使热电偶测温成为可能。温度检测诊断第9页赔偿导线： 因为热电偶材料普通都比较珍贵（尤其是采取贵金属时），而测温点到仪表距离都很远，为了节约热电偶材料，降低成本，通常采取赔偿导线把热电偶冷端（自由端）延伸到温度比较稳定控制室内，连接到仪表端子上。在使用热电偶赔偿导线时，必须注意：型号相配，以确保与所匹配热电偶热电动势含有相同标称值；极性不能接错；赔偿导线与热电偶连接端温度不能超出100℃。温度检测诊断第10页

热电偶多用铜-康铜、镍铬-康铜、金钴-铜、铂-铑等组成。温度检测诊断第11页温度检测诊断第12页三、热电阻测温

热电阻测温是基于导体或半导体电阻值随温度改变而改变这一特征来进行温度测量。所以只要测出电阻值改变（普通用电桥，需外加电源），就可测量出温度。温度检测诊断第13页

热电阻测温主要特点是测量精度高，性能稳定，信号能够远距离传送和统计等特点。 缺点是不能测定高温，因流过电流大时，会发生自热现象而影响准确度。因为感温元件占有一定空间，所以也不能用它来测量“点”温度。另外，反应速度慢。温度检测诊断第14页

热电阻温度计包含金属丝电阻温度计和热敏电阻温度计两种。金属丝电阻温度计： 纯金属及多数合金电阻率随温度升高而增加，在一定温度范围内，电阻－温度关系靠近线性。温度检测诊断第15页

热敏电阻： 在锰、镍、钴、铁、锌、钛、镁等金属氧化物中分别加入其它化合物制成。 热敏电阻含有负电阻温度系数，其电阻值是随温度升高而减小。因为即使温度升高引发自由电子迁移率略为下降，然而自由电子数目随温度升高而增加得更加快，所以温度升高其电阻值下降。温度检测诊断第16页RT

热敏电阻温度系数大，灵敏度高，但非线性大。温度检测诊断第17页温度检测诊断第18页温度检测诊断第19页温度检测诊疗实例温度检测诊断第20页一、基础原理 任何物体，当其温度高于绝对零度时，都会以电磁波形式向外辐射能量，温度越高，辐射能量越多。 辐射能波长很广，但主要是红外线和可见光。 温度越高，电磁波谱中包含短波成份越多；温度越低则长波成份越多。6.2非接触式测温温度检测诊断第21页二、单色温度计 当波长一定时，物体辐射亮度只随物体温度而改变。单色温度计就是经过测量物体辐射亮度来检测其温度。 单色温度计又称亮温仪。温度检测诊断第22页

单色温度计可分为光学高温计和光电高温计。光学高温计：经过人眼比较高温计灯丝和被测物亮度，并调整灯丝电流，使二者到达亮度平衡。灯丝电流大小就反应了被测物温度高低。光电高温计：采取光电元件代替人眼来进行亮度平衡。温度检测诊断第23页温度检测诊断第24页式中σ＝5.67×10-8W/(m2K4)，称为斯忒藩一玻耳兹曼常数。工程材料均为灰体，其全辐射能E=εE0，ε称为黑度或比辐射率。0<ε<1。三、辐射温度计

辐射温度计是经过检测被测物体入射到探测元件上辐射能来实现温度测量。 其依据为斯忒藩一波尔兹曼定律：黑体全辐射能温度检测诊断第25页

物体对于给定入射辐射必定存在着吸收、反射和透射，而且吸收率α，反射率ρ和透射率τ之和必定等于1：

α+ρ+τ=1若物体α=1，则称为黑体，若ρ=1则称白体，若τ=1则称为透明体。温度检测诊断第26页温度检测诊断第27页辐射温度计工作原理：温度检测诊断第28页辐射温度计工作原理： 被测物体辐射线由物镜聚焦在受热板上，受热板是一个人造黑体，通常为涂黑铂片，当吸收辐射能以后温度升高，由接在受热板上探测元件测定。 通常被测物是灰体，假如知道了被测物体ε值，就能够求得其温度。温度检测诊断第29页检测元件可分为光电型和热电型两类。光电型检测元件（光子探测器）：是利用光电效应来检测辐射能，其响应速度快，但对波长有选择性。热电型元件：是利用其电特征随温度改变而改变原理来进行测量。其特点是对波长无选择性，尤其适合全辐射测温和低温辐射测温。温度检测诊断第30页

热电型检测元件可分为热敏电阻、热电堆和热释电元件三类。热敏电阻：测量原理是物体电阻随温度改变。温度检测诊断第31页热电堆： 测量原理是物体输出热电势随温度改变。由数对以串联方式排列在受热板上热电偶组成。温度检测诊断第32页热释电元件： 利用热释电效应进行测量，当其表面温度发生改变时，晶体表面就会产生电荷，电荷经放大后可转换为电压输出，实现温度测量。 这种传感器响应速度快，适合检测人体或者动物活动。温度检测诊断第33页四、红外测温 红外测温是辐射测温特例。 因为依据维恩位移定律：物体峰值辐射波长与物体本身绝对温度成正比：

λmax=2897／T（μm）而低温时(<600℃)，峰值辐射波长恰好在红外区域。 红外测温检测元件与辐射温度计一样。温度检测诊断第34页温度检测诊断第35页例：红外轴温探测系统检测温度范围为15~200℃，对应红外线波长为6～10um。系统主要由探测站、复示站、分局监测中心和路局监控中心组成。探测站包含红外线轴承扫描仪，车辆传感器和探测站主机。温度检测诊断第36页红外线轴承扫描仪包含： 热敏电阻探测器（或光子探测器）、电子线路、挡板和挡板驱动电机等。 轴承扫描仪可分为“上探式”(从上往下探测