插入式光电温度传感器在炼铁高炉上的应用

在许多生产过程中采用铂铑热电偶测温 ,由于铂铑热电偶在高温、高压和有害介质条件下工作 ,偶丝很快会变脆、损坏 ,在炼铁高炉上 ,使用寿命约为三个月或更短 ,影响生产的正常进行 ,同时因铂铑为贵金属 ,造成相当大的成本消耗。为此 ,试用天津市多泽光电高新技术公司开发生产的插入式光电温度传感器及配套仪表 ,取得满意效果。1　插入式光电温度传感器的基本原理1.1　结构原理插入式光电传感器的结构原理如图 1所示。图 1　传感器结构原理示意图1.2　感温管根据使用现场需要 ,选择适用的感温管 ,诸如耐高温、高压、防炸、抗腐蚀等技术功能要…     

复合温度传感器有效发射率影响因素分析

为消除复合温度传感器所形成的在线黑体空腔"不等温性"和"非密闭性"对测量的影响,采用矩形区域近似法进行了不等温有效发射率的计算。在分析传感器几何特性、材料发射率、温度分布和环境温度对有效发射率影响的基础上,给出了传感器结构的优化参数。实验表明:优化后的传感器具有较高灵敏度和准确度。     

光纤黑体空腔光电高温计的研制

光纤黑体空腔光电高温计的特点是在普通光电高温计前设置黑体空腔。前置黑体空腔的精度是此类仪表的关键问题。在生产现场测量了两种类型在线黑体空腔的温度分布，计算了其有效发射率分布，并评价了上述腔体的精度等级。该光电高温计采用ＭＣＳ－５１系列单片机作为信息处理单元，结果表明，性能稳定可靠。     

强度反射型光纤温度传感器

本文提出并研究了一种新型的强度反射型光纤温度传感器.根据定容气体温度与压力的线性关系,通过简单的测温元调制光纤中的反射光强,从而得知待测温度.这种传感器结构紧凑,造价低廉.在30~50℃范围内,灵敏度可以达到30mV/℃以上.     

光谱检测光导纤维温度传感器

一种应用长波长原理的光导纤维测温技术，已经开发并作了一些试验。这种波长技术是基于某些半导体的光学吸收限产生的光谱频移，半导体晶片粘拉在远离光纤测头的一端，并用一个快速扫描分光计来检测靠近探头处宽带光源的吸收频移，这种分光度由一个衍射光栅和一个硅光敏系统组成。     

分布式光纤温度传感器的自校准

本文给出用半导体温度传感器校准分布式光纤温度传感器的原理，软件流程和硬件电路，并指出了在调试过程中应注意的问题。     

MEMS高温温度传感器的研制和测量精度研究

智能航空发动机及其他机械系统的智能化需要原位集成制造的传感器,为此制作了发动机涡轮叶片原位集成高温温度传感器,该高温温度传感器采用MEMS微制造工艺将厚度在微米量级的微小传感器原位集成在航空发动机涡轮叶片表面,利用微技术制造的传感器和标准的热电偶进行了一系列的高温温度试验和一系列细致的高温温度表征测量研究。该微制造工艺攻克了两项技术难关：曲面表面的光刻技术和高温绝缘层的制作技术。涡轮叶片表面原位集成的微传感器不仅可以原位测量高达800C的环境温度,并且具有很高的机械强度,可以承受高达40g的振动和100g的冲力。研究还表明,在高温测量的环境下,高温温度的测量精度和高温环境的温度场（高温温度的空间分布与升温时间迟豫）密切相关。由于高温环境温度场的差异,可以产生高达10%的测量本征误差。     

SOI高温压力传感器的研究

介绍了SOI压力传感器的制作工艺,并且通过有限元软件对传感器输出特性进行模拟,模拟结果与实际测得结果是相符的.对SOI压力传感器测量结果表明,当温度增加到220℃传感器仍然能保持很好线性.另外对SOI压力传感器和多晶硅压力传感器进行比较,发现单晶硅SOI高温压力传感器灵敏度比多晶硅高温压力传感器灵敏度有较大提高.     

不断流可更换传感头高温型涡街流量计

为了适应市场的需求,在普通涡街的基础上,研制出一种不断流传感头可拆高温型涡街流量计。该流量计将漩涡检测传力杆与信号检测传感头巧妙的隔开,且二者完全密闭隔离,使得信号检测传感头的温度远远低于介质的实际温度。既解决了测量高温介质的问题,又解决了普通涡街现场不断流拆卸的问题。同时还节省了在重要场合安装的备用旁路设施,降低了使用单位的前期成本。     

热辐射型光纤高温传感器的研究

文中在分析了热电偶、红外测温存在的缺点的基础上设计了热辐射型光纤高温传感器;阐述了热辐射测温的基本原理,通过比色测温的方式来消除被测物体的光谱发射率、周围环境对测量精度的影响,采用双通道不带光调制方式来提高输出信号强度、测量精度;基于高温工况下光纤的易损坏特性,选择了合理的光纤及其保护材料,设计了光纤导入和切断结构;该系统测量范围为800～2000℃,测量精度可达0.5%,可以用于炼钢过程、燃气轮机等高温环境的温度测量.     

TSic系列高精度温度传感器的应用

数字温度传感器因其低成本、易使用、无需校准等特点近年来得到广泛应用,其中以DS18B20为代表。目前常用的数字温度传感器与传统的铂温度传感器相比,测量精度还不够高。本文介绍的TSic系列的精度可达到±0.07℃,并且具有长期稳定性。     

用于温度传感器芯片的高精度低温度系数带隙基准源

为了满足温度传感器芯片对带隙基准源高性能的要求,设计了一种高精度低温度系数带隙基准源。该带隙基准源利用电阻比值校正了一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性,使得输出的基准电压的精度和温度系数有了很大提高。采用0.8μm BiCMOS（Bipolar-CMOS）工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04mm???2。测试结果表明：在5V电源电压下,在温度-40~125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0~7.0V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA ,电源调整率为6.7nA /V。     

用于高温油井测量的光纤温度和压力传感器系统

针对高温油井测量环境对基于光纤非本征法-珀干涉仪(EFPI)的温度和压力传感器性能的要求,采用了微型光谱仪测量干涉光谱和相关计算的波长解调方法,使EFPI腔长绝对分辨率达到0.25 nm,相应传感器的温度和压力相对测量分辨率达到0.02%;利用双LED光源交替工作,实现温度和压力同时测量;对EFPI传感器结构进行了优化设计,降低了传感器的温度-压力交叉敏感性,在0～20 MPa的压力变化范围内,对温度测量的影响小于0.2%,在20～300℃温度变化范围内,对压力测量的影响小于1%,满足高温采油井井下测量的要求.     

高温环境下压力传感器的温度补偿方法研究

在高温环境下,压力传感器及其周边电路的特性会发生变化,导致压力测量的结果误差较大。一套实际工程系统中的压力测量模块在150℃时的测量误差达到3%以上,不能满足工程需求。该文分析了压力传感器的温度补偿原理,提出了三种补偿算法,并一一进行了实验验证。其中二阶抛物线插值法可将测量精度提高到0.02%,很好地满足了实际工程的需求。     

SiC高温电容压力传感器封装结构优化

高温压力传感器,在航空航天及工业领域有广阔的应用前景.由于工作在高温环境中,需要进行封装结构和优化,以减小器件因热膨胀系数不匹配而产生的热应力.以热机械方程为理论基础,利用ANSYS Workbench计算机仿真工具,通过计算被封装元件表面的Von-Mises应力,调整衬底直径、衬底厚度以及粘合层厚度,对封装结构进行优化实验,结果表明,采用优化后的封装结构,传感器工作于500℃时,敏感元件中心应力值减小为原来的0.37％,器件的稳定性得到大幅提高.     

一种耐高温光纤Bragg光栅温度传感器

分析了光纤Bragg光栅在高温段的线性特征,设计了一种高温光纤Bragg光栅的传感探头,并进行了理论和实验研究,结果表明:该传感器有很好的重复性和良好的线性特性。其灵敏度为0.0304nm/℃,是裸栅的3倍,可检测的温度范围为0～230℃,且具有很高的稳定性,经10次等精度测量,其灵敏度值的波动不超过0.06%。可应用于高温环境下测量温度的变化。