你了解貼片式溫度傳感器嗎?它作用于哪些地方呢?下面就給大家介紹一下。
表面溫度傳感器
在航空、航天、能源、化工、紡織和其它科研和生產中存在大量的表面溫度測試問題。但是環境狀況、溫度傳感器和被測表面相互影響,形成一個復雜的系統。各種影響因素直接或間接影響了表面溫度的準確度。因此,表面溫度測量是一種經常需要但又很難進行的測量。
如果使用通常形狀的溫度傳感器(如針狀、球狀、圓柱狀等),將由于傳感器的自身形狀導熱干擾原溫度場而引起測量誤差。
因此,對于表面溫度的精確測量應選用專用的表面溫度計。換句話說,應選用帶有專用表面溫度傳感器的溫度計對表面溫度進行精確的測量。
通常,專用的表面溫度傳感器是具有極薄厚度的片狀外形。
典型應用:
一,生物傳感器:
活性組織中主要成分為水,隨著冷凍的進行,水將會膨脹,從而引起細胞中產生摩擦,并可能將樣本破壞。因此,小心地控制冷凍速度是極為重要的。在這種應用中,可以使用一個表面熱電偶。可以選擇一個T型熱電偶,因為它具有已公布的0℃以下誤差限值。由于熱電偶珠的熱質量很低,它可以精確地跟隨樣本的冷卻過程。在樣本溫度穩定之后,可以將它移動到一個儲存區內,并可將熱電偶取下以便在另外一個容器上使用。在此情況下,可以方便地使用一種硅橡膠壓敏粘合劑
二、模具溫度傳感器
成型塑料箱盒的廠商需要對模具內的溫度進行測量。這種測量用于指示出溫度的變化,并對循環速度進行控制以優化生產、減少殘次品。由于模具具有復雜的設計形式,因此使用典型浸沒式傳感器時需要進行很大改動,經證明成本較高。另外,常規熱電偶傳感器的通常熱質量也會阻止傳感器指示出真實模具溫度。可以將一個金屬箔熱電偶安裝到成型腔的內側壁上,由于它的熱質量極小,因此對任何變化都會迅速產生響應。這種形式的傳感器易于安裝,可將引線布置在模具中各種部件之間。
三、結構測量
復雜軍用噴氣式飛機的廠商需要在飛機試驗飛行期間對各種結構上的多種溫度進行測量。這些測量可幫助在生產開始之前檢測設計缺陷,并在原型機上對性能進行優化。傳感器必須具有非常寬的溫度范圍,因為溫度可在發動機附近500°F與機翼末端的零度以下之間變化。傳感器必須還要具有很小的質量,以便不影響極微小部件的正常功能。像聚酰亞胺絕緣柔性傳感器就非常適合這種測量。聚酰亞胺是一種熱穩定材料,而這種傳感器加上引線的重量還不到6克。Teflon® 絕緣引線很容易與連接器或儀表進行連接。Teflon® 和聚酰亞胺對于航空工業中使用的多數燃料、溶劑、液壓油、清潔劑和其他化學品都具有化學惰性。這些傳感器也很容易使用通常的環氧樹脂粘合劑來安裝。
四、鍋爐管測量
鍋爐管用于輸送壓力和溫度都很高的水。這些管通常被捆束在一起,中間的間隙很小。由于流動限制會影響鍋爐性能并且管之間缺乏間隙,因此進行溫度測量的最好方法是進行外部表面測量。剛性帶夾具的表面溫度傳感器就非常適合進行這種測量。它的感應片出廠成形以與管的半徑相配。可將傳感器夾持或焊接到管上,并將引線布置到管束另一側的連接點。此時,傳感器成為裝置中的一個永久性部件,其堅固程度足以耐受正常維護過程中的非故意性過度接觸。
五、能源管理
鑒于現在高昂的能源成本,對于多數大型設施來說,能源管理系統已成為不可缺少的部分。當在舊建筑中安裝這些系統時,需要對最初建造該建筑時安裝的管道進行溫度測量。承包商不知道這種管道的材料或狀況,因此不愿意進行任何加工,因為他們擔心管道發生斷裂或故障將需要進行昂貴的維修。配備有一個管道夾的表面溫度 傳感器適合這種應用。可以對夾子進行選擇以配合管道尺寸。傳感器可由人員安裝在空間狹小的位置,無需事先培訓。由于安裝簡便,因此它適用于在建立系統時作為一種永久型或臨時測量方法。
傳感器的選擇:
為了準確地測量表面溫度,建議一般選用專用的表面溫度傳感器。
通過縱覽各種傳感器類型和技術規格表,可以清楚地發現表面熱電阻和表面熱電偶感應傳感器之間的最明顯差別。在一些應用中(如涉及在中等溫度下進行臨時非關鍵性測量的應用),兩種類型都足以勝任,只有價格是決定因素。一般而言,熱電偶具有更寬的工作溫度范圍和更快的響應速度,并且價格稍微低一些。
表面熱電偶在結構上堅固得多,并且不受因安裝材料或方法所引起的應變的影響。它們具有設計簡單的固有特點,從而使成本較低。所有熱電偶表面傳感器都具有能夠在與表面熱電阻傳感器相比高出很多的溫度下正常工作以及響應更加快速的特定。但是,熱電偶傳感器生成的電壓信號較低,可能需要進行附加放大,這在電氣噪聲很高的環境中是一個缺點。
與表面熱電偶傳感器不同,表面熱電阻傳感器不需要參考點、冰浴或溫度補償電路。這些傳感器具有非常低的熱質量,因此可提供真實的表面溫度測量值以及快到50 ms的響應時間。鉑傳感器被公認為是一種精密溫度測量傳感器,它可在-190℃~ 660℃溫度范圍來定義國際溫標(ITS-90)。將鉑溫度計選擇作為首要標準的主要原因是,它的電阻溫度參數具有優異的穩定性和重復性。表面熱電阻的信號輸出大小是熱電偶輸出的50~200倍。這意味著溫度測量常常可使用標準儀表來進行。
安裝方法
安裝表面傳感器的第一步是確定安裝方法。某些剛性表面溫度傳感器提供了機械安裝件,但多數情況下,需要使用一種粘合劑。在選擇粘合劑時,應考慮以下問題:
1. 預期工作溫度范圍與適合所考慮的粘合劑嗎?
2. 傳感器、表面和粘合劑的熱膨脹系數相近嗎?
3. 粘合劑的涂布與安裝方式相容嗎?例如,如果粘合劑需要在較高溫度下固化,則在遠距離安裝的情況下這會成為一個問題。
4. 粘合劑安裝是針對永久性安裝還是臨時安裝?
電氣檢查
粘合劑固化之后,必須將夾子卸下,將絕緣層覆于傳感器上,并將引線與儀表導線相連。此時,應使用一塊萬用表來進行電氣連續性測試。如果傳感器是一個熱電阻,則可在電阻-溫度關系表上找到一個估計電阻值。對于熱電偶傳感器,可將一塊伏特表與引線相連,通過向感應區域施以一定熱量,將會產生一個信號,從而確認傳感器的完整性并確定導線的極性。當安裝表面為導電表面時,應檢查傳感器與表面之間的短接狀況,方法是檢查表面與傳感器引線之間的連續性。對于一個接地熱電偶,這應該是一個完全短路;對于所有其他傳感器,萬用表應指示出至少1 MΩ的電阻值。
剛性傳感器
帶有剛性金屬外殼的傳感器也可粘接在表面上,單通常更多是通過機械方法進行安裝,如焊接、釬焊、螺絲固定或夾持。使用剛性傳感器是為了針對苛刻環境提供堅固耐用的傳感器,這樣,除了釬焊或焊接過程中的過度熱量除外,上述的安裝技術將不會使傳感器損壞。傳感器損壞的最常見原因是引線的應力消除不充分。在傳感器經受摩擦或其他大量機械接觸的場合,建議使用帶不銹鋼編織層或鎧裝護套的電纜。安裝之后,應進行上述的電氣檢查。
注意事項
通常應用是將裝在保護管中的傳感器浸沒在受控制流體中或放置在已知環境中,而表面溫度測量需要將傳感器放置在環境條件可能對測量結果產生影響的容器外面。另外,表面輪廓、表面的熱力性能以及傳感器與測量對象之間的導電通路等因素也會影響輸出信號的完整性。同時,傳感器的選型及安裝技術也會對測量系統的性能產生影響。表面溫度測量應用廣泛,對于評估不能接觸位置處的狀況十分有用。所使用的傳感器的種類和安裝技術也各種各樣。選型時應根據諸如量程、準確度、可靠性以及與測量元件接觸的物質的敏感度等溫度測量因素,以及傳感器的厚度、柔軟性和與測量對象和周圍環境之間的熱量交換。
在使用表面傳感器時,應注意以下兩個最重要規則
1) 安裝表面傳感器時,能夠得到最高的熱接觸和最小的機械應力。RdF 傳感器很容易正確進行安裝。
2) 表面傳感器必須進行絕緣或隔離,以使其溫度盡可能接近表面溫度。這是由用戶來控制的。
例如的傳感器安裝在輸送流體的管道上。實際可安裝傳感器的與流體最接近的點是管道外壁。如果流體流動比較充分并且溫度波動不嚴重,則外壁溫度將十分接近流體的溫度。
傳感器只能測量其自身溫度,必須嘗試使表面溫度與傳感器溫度相同。通過在傳感器上布置一個絕緣層以減少環境的影響并通過選擇一種在表面與傳感器之間提供良好熱接觸的安裝方法,可以實現這一點。
所選擇的傳感器安裝方法十分重要,因為雖然需要良好的熱接觸,但熱膨脹系數的較大不匹配可能會引起導線式電阻溫度傳感器中產生應變。這種應變會產生電阻上的變化,可能會被誤解釋為一個溫度改變。當安裝電阻和熱電偶傳感器時,應使引線與感應表面接觸一段長度,以便降低感應導線或結點的熱傳導效應。
對溫度傳感器簡單的介紹希望能幫到大家。