常用測溫儀器、儀表的組成、特點及應用
發布時間：2011-10-22 共1頁
熱電偶是基于熱電效應進行溫度測量的，由兩根不同材料的導體焊接而成。它的熱電動勢與熱電偶材料、兩端溫度T、T0有關，與熱電極長度、直徑無關。在冷端溫度T0不變，熱電偶材料已定的情況下，其熱電動勢只是被測溫度的函數。熱電偶與后續儀表配套可以直接測量出0℃～l800℃范圍內液體、氣體內部以及固體表面的溫度。具有精度高，測量范圍寬，便于遠距離和多點測量等優點。
常用熱電偶分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶兩類。標準化熱電偶制造工藝比較成熟、性能優良且穩定，同一型號熱電偶具有互換性。非標準化熱電偶多用在一些特殊場合。實際使用的熱電偶有普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。鎧裝熱電偶是特殊結構熱電偶，可以做得很細，很長，能夠彎曲。薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜采用真空蒸鍍、化學涂層或電泳等方法連接在一起的一種特殊結構的熱電偶。
在設備的溫度測量中，還經常使用熱電阻溫度計。熱電阻溫度計利用材料電阻率隨溫度而變化的特性進行溫度測量的，與電橋相配合，將溫度按一定函數關系轉換為電量。按敏感材料的不同有金屬熱電阻溫度計和半導體熱電阻溫度計兩種。
常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結構有普通型熱電阻和鎧裝熱電阻。工業用普通型熱電阻的外型結構與普通型熱電偶的外型結構基本相同。鎧裝熱電阻的主要特點是體積小，響應速度快，耐振抗沖擊，感溫元件、連接導線及保護套管全封閉并連成一體，使用壽命長。半導體熱電阻材料是將一些氧化物（如錳、鎳、銅和鐵的氧化物）按一定比例混合壓制而成。半導體熱電阻的溫度測量范圍在-1000℃～300℃之間。其主要特點是電阻溫度系數（比金屬熱電阻高l0～l00倍），電阻率高，感溫元件可做得很小，可根據需要做成片狀、棒狀和珠狀（珠狀外型尺寸可小到3mm），可測空隙、腔體、內孔等處的溫度。但其性能不夠穩定，互換性差，使其應用受到一定限制。
紅外測溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對被測物體表面進行觀測，并能記錄其溫度變化的設備。紅外測溫儀器的核心是紅外探測器，它能把入射的紅外輻射能轉變為便于檢測的電能。按對輻射響應方式的不同，將紅外探測器分為光電探測器和熱敏探測器兩類。兩種探測器在靈敏度、響應速度、是否需要制冷、使用是否方便等方面各不相同。紅外測溫儀器還必須包括紅外光學系統，用于匯聚被測對象的輻射通量，并將其傳輸到紅外探測器上。紅外光學系統與探測器一起決定該儀器的現場和空間分辨率。實際應用中有反射式、折射式和折一反射式等不同類型的光學系統供選用。
除了紅外探測器和光學系統外，紅外測溫儀器還應包括信號處理系統（用以將電信號放、處理成可記錄的信號）和顯示記錄系統（是最終將被測信號以表針指示、數字顯示或圖像等不同方式記錄、存儲下來的裝置）。
用于紅外測溫的儀器有很多種，比較常用的有紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外測溫儀是紅外測溫儀器中最簡單的一種，用途廣泛，價格低廉，用于測量物體"點"的溫度。有多種紅外測溫儀供選用，它們各有其自己的應用范圍和特點。
紅外熱像儀和紅外熱電視是目前使用的兩類熱成像系統。其中紅外熱像儀（光機掃描熱像儀）由光學與掃描系統、紅外探測器、視頻信號處理系統、顯示器等部分組成。被測對象的紅外輻射經光學系統匯聚、濾波，聚焦到紅外探測器上，其間由光學一機械掃描系統將被測對象觀測面上各點的紅外輻射通量按時間順序排列，經紅外探測器變成電脈沖，通過視頻信號處理送到顯示器顯示出物體表面或近表面的熱像圖。熱像圖中包含了被測物體的熱狀態信息，因而通過熱像圖的觀察和分析，可以獲得物體表面或近表面層的溫度分布及其所處的熱狀態。這種測溫方法簡便、直觀、精確、有效，且不受測溫對象的限制。
只有光電探測元件制冷到很低的溫度才能降低熱噪聲，屏蔽背景噪聲，提高光電探測器的信噪比和探測率，得到較短的響應時間，因此要對探測器進行超低溫制冷。
常用熱電偶分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶兩類。標準化熱電偶制造工藝比較成熟、性能優良且穩定，同一型號熱電偶具有互換性。非標準化熱電偶多用在一些特殊場合。實際使用的熱電偶有普通熱電偶、鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。鎧裝熱電偶是特殊結構熱電偶，可以做得很細，很長，能夠彎曲。薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜采用真空蒸鍍、化學涂層或電泳等方法連接在一起的一種特殊結構的熱電偶。
在設備的溫度測量中，還經常使用熱電阻溫度計。熱電阻溫度計利用材料電阻率隨溫度而變化的特性進行溫度測量的，與電橋相配合，將溫度按一定函數關系轉換為電量。按敏感材料的不同有金屬熱電阻溫度計和半導體熱電阻溫度計兩種。
常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻等。其結構有普通型熱電阻和鎧裝熱電阻。工業用普通型熱電阻的外型結構與普通型熱電偶的外型結構基本相同。鎧裝熱電阻的主要特點是體積小，響應速度快，耐振抗沖擊，感溫元件、連接導線及保護套管全封閉并連成一體，使用壽命長。半導體熱電阻材料是將一些氧化物（如錳、鎳、銅和鐵的氧化物）按一定比例混合壓制而成。半導體熱電阻的溫度測量范圍在-1000℃～300℃之間。其主要特點是電阻溫度系數（比金屬熱電阻高l0～l00倍），電阻率高，感溫元件可做得很小，可根據需要做成片狀、棒狀和珠狀（珠狀外型尺寸可小到3mm），可測空隙、腔體、內孔等處的溫度。但其性能不夠穩定，互換性差，使其應用受到一定限制。
紅外測溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式，對被測物體表面進行觀測，并能記錄其溫度變化的設備。紅外測溫儀器的核心是紅外探測器，它能把入射的紅外輻射能轉變為便于檢測的電能。按對輻射響應方式的不同，將紅外探測器分為光電探測器和熱敏探測器兩類。兩種探測器在靈敏度、響應速度、是否需要制冷、使用是否方便等方面各不相同。紅外測溫儀器還必須包括紅外光學系統，用于匯聚被測對象的輻射通量，并將其傳輸到紅外探測器上。紅外光學系統與探測器一起決定該儀器的現場和空間分辨率。實際應用中有反射式、折射式和折一反射式等不同類型的光學系統供選用。
除了紅外探測器和光學系統外，紅外測溫儀器還應包括信號處理系統（用以將電信號放、處理成可記錄的信號）和顯示記錄系統（是最終將被測信號以表針指示、數字顯示或圖像等不同方式記錄、存儲下來的裝置）。
用于紅外測溫的儀器有很多種，比較常用的有紅外測溫儀和紅外熱像儀。紅外測溫儀是紅外測溫儀器中最簡單的一種，用途廣泛，價格低廉，用于測量物體"點"的溫度。有多種紅外測溫儀供選用，它們各有其自己的應用范圍和特點。
紅外熱像儀和紅外熱電視是目前使用的兩類熱成像系統。其中紅外熱像儀（光機掃描熱像儀）由光學與掃描系統、紅外探測器、視頻信號處理系統、顯示器等部分組成。被測對象的紅外輻射經光學系統匯聚、濾波，聚焦到紅外探測器上，其間由光學一機械掃描系統將被測對象觀測面上各點的紅外輻射通量按時間順序排列，經紅外探測器變成電脈沖，通過視頻信號處理送到顯示器顯示出物體表面或近表面的熱像圖。熱像圖中包含了被測物體的熱狀態信息，因而通過熱像圖的觀察和分析，可以獲得物體表面或近表面層的溫度分布及其所處的熱狀態。這種測溫方法簡便、直觀、精確、有效，且不受測溫對象的限制。
只有光電探測元件制冷到很低的溫度才能降低熱噪聲，屏蔽背景噪聲，提高光電探測器的信噪比和探測率，得到較短的響應時間，因此要對探測器進行超低溫制冷。
