一种利用激光及热电器件的实时测温系统的测温精度

基于Kirchhoff定律，利用半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。从反射辐射对该测温系统测温精度的影响出发，讨论了水冷遮蔽板的相对尺寸(即H/R之值)与测温不确定度的关系，并确定了H/R之值；从波长对该测温系统测温精度的影响出发，并结合系统的测温灵敏度、探测器的温度分辨率及大气的透射窗口和温度的标准差等的研究结果，确定了系统的工作波长；总结了影响该实时测温系统测温不确定度的5种原因，结合光路中的外界干扰对该测温系统测温精度的影响，对该测温系统的测温精度及系统的测温不确定度进行了简要的分析。实验表明，在400-1200℃测温范围内，系统的测温不确定度优于0．3％。     

一种采用热电器件的实用化双波长高精度光纤测温仪

介绍了一种利用钽酸锂热释电探测器的光纤比色测温仪。该仪器由光学接收系统、信号放大与处理系、统及显示系统三部分组成。从单个探测器的温度分辨率与波长的关系、仪器的测温灵敏度、相对测温灵敏度与波长和被测温度的关系以及大气对红外辐射的光谱透射特性等出发,优化设计了系统的工作波长;从光学器件的制作、温度的测量过程、温度的测量方法和电路的噪声分析等出发,分析了影响仪器测温精度的多种因素。     

900 nm照度辐射温度计的研制

介绍了中国计量科学研究院基于黑体辐射原理研制的波长为900 nm、测温范围为600～1 500 ℃的照度辐射温度计。该辐射温度计测量探测器接收的光谱辐射照度,采用单点分度法,结合有效波长测量技术,直接依据普朗克辐射定律计算被测温度,具有结构简单、测温稳定性好的特点。单点分度法以Cu点为固定点在Al点测温偏差为-0.04 ℃,而在800 ℃和900 ℃两个点,与RT9032辐射温度计测量结果偏差分别为0.09 ℃和0.11 ℃。     

水体剖面温度测量仪的研制

研制了一种测量水体表面和水体剖面温度的仪器,详细阐述了该仪器的设计原理、具体结构、测试过程及最终的实验结果。水体剖面温度测量仪集辐射测温与接触测温于一体,可实现水体表面及以下1200mm不同位置水体剖面的温度测量;测量范围在0～40℃,辐射测量不确定度为0.24K,接触测量不确定度为0.12K;该仪器具有自动存储数据的功能,可漂浮在水面上连续自动测量2星期。     

半导体基片表面微小高温区域的红外测温系统

利用红外辐射测温原理，设计成半导体基片上激光焦斑温度不接触测量系统。该系统由透镜成像系统、探测器、精密电动平台及相关电路和软件组成，其测温范围大，温度分辨力可达0．2K，还可得到温度-时间关系曲线；可自动测量热斑的温度分布及寻找热斑的最高温度区域；测量区域的最小直径为18μm。     

焦炉炭化室侧壁连续测温系统的设计

文章阐述了辐射测温和比色测温的基本原理,在此基础上提出了一种适用于焦炉炭化室温度测量的光纤比色温度测量系统;利用双包层石英光纤解决工作环境温度高的难题,以STC12C5A60S2单片机为核心,采用MAX195AD转换器构成系统。该系统运用比色测温法克服外界干扰,提高了系统的温度精度和稳定性,达到了测温现场的指标要求,证明了理论研究的正确性。     

多波长法金属防热瓦表面温度及发射率的测量

为了解决金属防热瓦在连续加热过程中热边温度和发射率的测量问题,在基于辐射测温的参考温度数学模型的连续测量法中采用了一种新的发射率假设模型,并在此基础上提出了多波长数据处理方法.该方法假设材料的光谱发射率在选定的光谱处与温度有近似相同的线性关系,通过处理两个不同温度点处的多光谱测量数据以得到防热瓦真温及光谱发射率.使用多波长高速高温计测量了某种防热瓦在900～1300℃的温度范围内的辐射,并进行了数据处理.实验结果表明,只要温度估计初值与真实情况的误差在±200℃以内,即可得到较好的计算温度值和计算发射率值,测量不确定度在2%以内,说明此方法是测量金属防热瓦表面温度及发射率的可行方法.     

微小激光加工区辐射测温准确性的提高

利用辐射测温系统进行温度测量时,所测温度的准确性及分布细节会受多种因素的影响,使得实验测得的温度分布远远低于实际值,为了提高温度测量的准确性,提出了一种估计真实温度分布的新方法。这种方法主要包括:将原有探测器更改为带单模尾纤式探测器、减小光接收面面积、将原有的透镜更改为红外消像差透镜,最后利用图像复原技术中的—Lucy-Richardson算法求出最佳真实温度分布估计。其中前4个步骤有效的提高了测温分布细节,实验测得微小面元温度分布半宽值仅21μm,远远小于之前测得的半宽值;Lucy-Richardson算法则将温度分布中被点扩展函数卷积掉的高温部分复原回来,实验测得微小面元温度分布在复原后温度最高值高出复原前最高值近100℃。实验证明这种方法有效的提高了测温准确性。     

应用辐射技术进行玻璃测温的理论研究

玻璃工业生产过程是辐射测温技术应用最重要的领域之一.给出了实际测温过程等温与非等温两种情况下建立的数学模型.提出了有效深度的概念,将有效温度与表面温度联系起来,通过表面温度的测量确定有效温度,提高玻璃生产过程中温度测量的准确性.文中并指出波长选择在玻璃表面温度测量中的重要性.     

钢水连续测温系统的静、动态不确定度评定

提出了钢水连续测温系统在实验室条件下的静态检定和静态不确定度分析方法以及在实际工业现场的动态校准和动态不确定度评定方法.通过实验得到钢水连续测温系统的静态扩展不确定度为3.22℃(k=1.96,p=0.95),幅值误差在±10%和±5%时的动态不确定度为0.212%和0.167%.实验结果表明,该方法不仅能较好地反映钢水连续测温系统的静、动态特性,而且也为减小各种因素对测量结果的影响提供了量化指标和依据.     

测温系统温度漂移的还原补偿法

本文分析了测温系统产生温度漂移的原因 ,提出了一种克服温度漂移的还原补偿方法。该方法不需要测量环境温度 ,而是采用两个标准电阻作为中间传递量 ,将测量状态下的采样值还原为标定状态下的采样值 ,从而达到温度补偿的目的。实验结果表明 ,补偿后系统测量的相对误差小于 0 2 %。     

温度测试的外推方法

在工程上 ,经常需要测量和控制温度 ,但由于不能直接安装或焊接测温传感器 ,温度测量常非易事。文中针对工程上一些温度测试的实际需要 ,对温度测试的外推方法进行了研究。基于物体的导热规律 ,阐述了该方法的原理 ,建立了相应的数学模型 ,并详细讨论了模型的求解方法。最后 ,采用模拟实验 ,通过实测值与外推计算值在变化规律、平稳段符合程度以及最大值处的重合程度等方面的比对 ,验证了外推方法的可行性与可靠性 ,从而在一定程度上拓宽了工程上温度的可测范围     

高压蒸汽灭菌器的温度分布

高压蒸汽灭菌做为目前重要的灭菌技术广泛用于各行各业,但是灭菌温场的分布鲜有报道。为了明确温场对灭菌效果的影响,参照国标的技术指标对灭菌过程的温场均匀性和温度波动性作了初步研究。以德国ebro生产的无线温度数据存储器为测温设备,在总结大量实验数据的基础上分析出影响温场的几个重要因素:装载量、残余冷汽团、温度控制器、温度探头位置,并对其影响温场的原理做了通俗易懂的阐述,且结合实际使用情况给出建议。     

大温差高温热泵研究

作为一种节能技术，大温差高温热泵越来越引起研究人员的重视。本文将从它研究和发展情况及经济性的角度对其进行介绍，再结合实验数据对大温差高温热泵的一些运行规律进行分析。当热泵的热力完善度达到0．4时，其在各个工况下的平均供热系数都高于其所需的最小供热系数。通过绘制出混合工质的温度-浓度图，得出了增加了分凝装置可以有效增大工作温差等结论。     

立式敞开式低温陈列柜柜内温度特性的实验研究

本文通过实验测试揭示了立式敞开式低温陈列柜风幕送回风温度的变化特性和货架各层温度的分布规律.实验表明风幕送风温度存在严重的周期性振荡,由此引起货架各层温度也出现周期性波动,同时货架各层温度表现不一,在垂直方向各层温度差别较大.     

非接触式激光测量真空状态下温度的方法

研究了一种利用激光干涉原理进行非接触式测温的方法,该方法能在不破坏样品表面的前提下,准确、方便、廉价地获取玻璃在真空中的真实温度.在相关实验中以Pilkington TEC系列钠钙玻璃为样品,在150～500℃之间同时对样品进行热电偶测温和激光干涉测温,实验数据表明,非接触式激光测温方法得到的温度数据与热电偶直接接触样品表面测得的温度数据在误差10℃范围内基本相同.证明了这种非接触式的方法可用于以玻璃为基底的太阳能电池生产领域.     

基于普通光纤的分布式温度传感系统

介绍了一种以标准多模光纤代替高掺锗的特种光纤作为感光纤的分布式光纤温度传感器系统。应用系统进行温度测量取得了较好的实验结果。     

恒温槽温场温度均匀度的测试

分析采用温度计交换法对恒温槽温场温度分布均匀度的测试与计算方法。     

微米、纳米尺度测量环境的温度测量和控制技术

真空法和空调法是精密测量环境温度高稳定度和均匀度的主要构建方法.讨论了多热源温场控制的解耦问题,考虑到空气温度控制模型的复杂性和非精确性,依靠先验知识的不完全解耦方法仍将在工程应用中居于主流地位.高精度温度测量一般依赖于测量精度高的铂电阻等温度传感器完成,但自然对流条件下的空气流动性差,应考虑热电阻工作中的自热现象.热电偶和石英温度传感器可能是该条件下温度测量的一种可考虑的选择.     

特殊场合下的温度测量技术

对于测量条件恶劣，不能用常规传感器实现的特殊场合，如高温强腐蚀性介质、真空、高温熔体及核辐射条件下的温度测量，必须开发特种专用传感器。本文阐述了钨铼热电偶等特种温度传感器的特点、性能及应用，并着重探讨了当前测温领域热点问题。铝液、铜液及熔盐等高温溶体连续测温；高温渗碳、真空粉末治金烧结炉(气)等强还原性气氛下的温度测量：流化床等流动粉体等高温强磨损条件下的温度测量技术等。实践证明，新开发的特殊场合下专用温度传感器，不仅与国际接轨，替代进口产品，而且还可以打入国际市场。