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溫度測(cè)量?jī)x表的演變
[ 2014/10/24 18:42:17 ] [轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源:就是要儀器網(wǎng)]

溫度測(cè)量?jī)x表是測(cè)量物體冷熱程度的工業(yè)自動(dòng)化儀表。最早的溫度測(cè)量?jī)x表,是意大利人伽利略于1592年創(chuàng)造的。它是一個(gè)帶細(xì)長(zhǎng)頸的大玻璃泡,倒置在一個(gè)盛有葡萄酒的容器中,從其中抽出一部分空氣,酒面就上升到細(xì)頸內(nèi)。當(dāng)外界溫度改變時(shí),細(xì)頸內(nèi)的酒面因玻璃泡內(nèi)的空氣熱脹冷縮而隨之升降,因而酒面的高低就可以表示溫度的高低,實(shí)際上這是一個(gè)沒(méi)有刻度的指示器。

溫度計(jì)的演變

  1709年,德國(guó)華倫海特于荷蘭首次創(chuàng)立溫標(biāo),隨后他又經(jīng)過(guò)多年的分度研究,到1714年制成了以水的冰點(diǎn)為32度、沸點(diǎn)為212度、中間分為180度的水銀溫度計(jì),即至今仍沿用的華氏溫度計(jì)。

  1742年,瑞典的攝爾西烏斯制成另一種水銀溫度計(jì),它以水的沸點(diǎn)為100度、冰點(diǎn)作為 0度。到1745年,瑞典的林奈將這兩個(gè)固定點(diǎn)顛倒過(guò)來(lái),這種溫度計(jì)就是至今仍沿用的攝氏溫度計(jì)。

  早在1735年,就有人嘗試?yán)媒饘侔羰軣崤蛎浀脑?,制造溫度?jì),到18世紀(jì)末,出現(xiàn)了雙金屬溫度計(jì);1802年,查理斯定律確立之后,氣體溫度計(jì)也隨之得到改進(jìn)和發(fā)展,其精確度和測(cè)溫范圍都超過(guò)了水銀溫度計(jì)。

  1821年,德國(guó)的塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng);同年,英國(guó)的戴維發(fā)現(xiàn)金屬電阻隨溫度變化的規(guī)律,這以后就出現(xiàn)了熱電偶溫度計(jì)和熱電阻溫度計(jì)。1876年,德國(guó)的西門(mén)子制造出第一支鉑電阻溫度計(jì)。

  很早以前,人們?cè)跓G和冶鍛時(shí),通常是憑借火焰和被加熱物體的顏色來(lái)判斷溫度的高低。據(jù)記載,1780年韋奇伍德根據(jù)瓷珠在高溫下顏色的變化,來(lái)識(shí)別燒制陶瓷的溫度,后來(lái)又有人根據(jù)陶土制的熔錐在高溫下彎曲變形的程度,來(lái)識(shí)別溫度。

近代溫度計(jì)

  輻射溫度計(jì)和光學(xué)高溫計(jì)是20世紀(jì)初,維思定律和普朗克定律出現(xiàn)以后,才真正得到實(shí)用。從60年代開(kāi)始,由于紅外技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了利用各種新型光敏或熱敏檢測(cè)元件的輻射溫度計(jì)(包括紅外輻射溫度計(jì)),從而擴(kuò)大了它的應(yīng)用領(lǐng)域。

  各種溫度計(jì)產(chǎn)生的同時(shí)就規(guī)定了各自的分度方法,也就出現(xiàn)了各種溫標(biāo),如原始的攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、氣體溫度計(jì)溫標(biāo)和鉑電阻溫標(biāo)等 。為了統(tǒng)一溫度的量值,以達(dá)到國(guó)際通用的目的,國(guó)際權(quán)度局最早規(guī)定以玻璃水銀溫度計(jì)為基準(zhǔn)儀表,統(tǒng)一用攝氏溫標(biāo)。后經(jīng)數(shù)次改革,到1927年改用以熱力學(xué)溫度為基礎(chǔ)、以純物質(zhì)的相變點(diǎn)為定義固定點(diǎn)的國(guó)際溫標(biāo) ,以后又經(jīng)多次修改完善。

  國(guó)際現(xiàn)代通用的溫標(biāo)是1967年第13次國(guó)際權(quán)度大會(huì)通過(guò)的,1968年國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。它以13個(gè)純物質(zhì)的相變點(diǎn),如氫三相點(diǎn),即氫的固、液、氣三態(tài)共存點(diǎn)(-259.34℃);水三相點(diǎn)(0.01℃)和金凝固點(diǎn)(1064.43℃)等,作為定義固定點(diǎn)來(lái)復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫度的。

  中間插值在-259.34~630.74℃之間 ,用基準(zhǔn)鉑電阻;在630.74~1064.43℃之間,用基準(zhǔn)鉑銠-鉑熱電偶;在1064.43℃以上用普朗克公式復(fù)現(xiàn)。

產(chǎn)品名稱(chēng):氣體報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器、有毒氣體報(bào)警器、便攜式可燃?xì)怏w探測(cè)器、便攜有毒氣體探測(cè)器、氣體報(bào)警控制器、可燃?xì)怏w報(bào)警控制系統(tǒng)、聲光報(bào)警器、民用可燃?xì)怏w報(bào)警器、紅外線(xiàn)可燃?xì)怏w檢測(cè)變送器、鉑電阻溫度傳感器、雙金屬溫度計(jì)、熱電偶(阻)溫度傳感器、熱電偶(阻)溫度變送器、正壓式空氣呼吸器、三波段紅外火焰探測(cè)器、防護(hù)設(shè)備

 

第二部分

溫度測(cè)量?jī)x表構(gòu)成

  一般的溫度測(cè)量?jī)x表都有檢測(cè)和顯示兩個(gè)部分。在簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量?jī)x表中,這兩部分是連成一體的,如水銀溫度計(jì);在較復(fù)雜的儀表中則分成兩個(gè)獨(dú)立的部分,中間用導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)接,如熱電偶或熱電阻是檢測(cè)部分,而與之相配的指示和記錄儀表是顯示部分。

  按測(cè)量方式,溫度測(cè)量?jī)x表可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。測(cè)量時(shí),其檢測(cè)部分直接與被測(cè)介質(zhì)相接觸的為接觸式溫度測(cè)量?jī)x表;非接觸溫度測(cè)量?jī)x表在測(cè)量時(shí),溫度測(cè)量?jī)x表的檢測(cè)部分不必與被測(cè)介質(zhì)直接接觸,因此可測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的溫度。例如常用的光學(xué)高溫計(jì)、輻射溫度計(jì)和比色溫度計(jì),都是利用物體發(fā)射的熱輻射能隨溫度變化的原理制成的輻射式溫度計(jì)。

  按其工作原理可以分下列幾種類(lèi)型。 (1)直讀式物位儀表這類(lèi)儀表主要有玻璃管液位計(jì)、玻璃板液位計(jì)等。它們是利用連通器的原理工作的。 (2)差壓式物位儀表這類(lèi)儀表又可分為壓力式物位儀表和差壓式物位儀表。它們是利 用液柱或物位堆積對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力的原理而工作的。 (3)浮力式物位儀表這類(lèi)儀表又可分為浮子帶鋼絲繩或鋼帶的、浮球帶杠桿的和沉筒 式的幾種。它們是利用浮子的高度隨液位變化而改變或液體對(duì)浸沉于液體中的浮子(或沉筒)的浮力隨液位高度而變化的原理來(lái)工作的。 (4)電磁式物位儀表這類(lèi)儀表可分為電阻式(即電極式)、電容式和電感式等幾種。它們是把物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化,通過(guò)測(cè)出這些電量的變化來(lái)測(cè)知物位的。另外,還 有利用壓磁效應(yīng)工作的物位儀表。 (5)核輻射式物位儀表這類(lèi)儀表是利用核輻射透過(guò)物料時(shí),其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理而工作的,目前應(yīng)用較多的是7射線(xiàn)。 (6)聲波式物位儀表這類(lèi)儀表可以根據(jù)它的工作原理分為聲波遮斷式、反射式和阻尼式幾種。它們的原理是:由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同,測(cè)出這些變化就可以測(cè)知物位。 (7)光學(xué)式物位儀表這類(lèi)儀表是利用物位對(duì)光波的遮斷和反射原理而工作的。它利用的光源可以是普通白熾燈光,也可以是激光。

  由于電子器件的發(fā)展,便攜式數(shù)字溫度計(jì)已逐漸得到應(yīng)用。它配有各種樣式的熱電偶和熱電阻探頭,使用比較方便靈活。便攜式紅外輻射溫度計(jì)的發(fā)展也很迅速,裝有微處理器的便攜式紅外輻射溫度計(jì)具有存貯計(jì)算功能,能顯示一個(gè)被測(cè)表面的多處溫度,或一個(gè)點(diǎn)溫度的多次測(cè)量的平均溫度、最高溫度和最低溫度等。

  此外,現(xiàn)代還研制出多種其他類(lèi)型的溫度測(cè)量?jī)x表,如用晶體管測(cè)溫元件和光導(dǎo)纖維測(cè)溫元件構(gòu)成的儀表;采用熱象掃描方式的熱象儀,可直接顯示和拍攝被測(cè)物體溫度場(chǎng)的熱象圖,可用于檢查大型爐體、發(fā)動(dòng)機(jī)等的表面溫度分布,對(duì)于節(jié)能非常有益;另外還有利用激光,測(cè)量物體溫度分布的溫度測(cè)量?jī)x器等。

  溫度測(cè)量?jī)x表分接觸式和非接觸式兩種,接觸式溫度測(cè)量?jī)x表一般有熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)等,非接觸式一般有遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀等。

溫度的測(cè)量方法

  測(cè)量溫度的方法很多,按照測(cè)量體是否與被測(cè)介質(zhì)接觸,可分為接觸式測(cè)溫法和非接觸式測(cè)溫法兩大類(lèi)。

  接觸式測(cè)溫法的特點(diǎn)是測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸,兩者之間進(jìn)行充分的熱交換,最后達(dá)到熱平衡,這時(shí)感溫元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了被測(cè)對(duì)象的溫度值。這種測(cè)溫方法優(yōu)點(diǎn)是直觀可靠,缺點(diǎn)是感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)的分布,接觸不良等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差,另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對(duì)感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。

  非接觸測(cè)溫法的特點(diǎn)是感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸,而是通過(guò)輻射進(jìn)行熱交換,故可避免接觸測(cè)溫法的缺點(diǎn),具有較高的測(cè)溫上限。此外,非接觸測(cè)溫法熱慣性小,可達(dá)千分之一秒,便于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快速變化的溫度。由于受物體的發(fā)射率、被測(cè)對(duì)象到儀表之間的距離以及煙塵、水汽等其他介質(zhì)的影響,這種測(cè)溫方法一般測(cè)溫誤差較大。根據(jù)這兩種測(cè)溫方法,測(cè)溫儀表也可以分為接觸式測(cè)溫儀表和非接觸式測(cè)溫儀表。

 

 

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