溫度計(jì)量中熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題

摘要:溫度作為物體特征重要的參數(shù)之一,與人類(lèi)生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系,不可缺少。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,傳統(tǒng)溫度計(jì)量與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生密切的關(guān)系。究竟如何構(gòu)造溫度計(jì)量與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)系,需要對(duì)溫度計(jì)量當(dāng)中熱電偶的工作原理、材質(zhì)材料、測(cè)量特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的了解和認(rèn)知,對(duì)二者之間的問(wèn)題的研究和探討,能夠使得生產(chǎn)過(guò)程流程化、規(guī)范化、精確化,以保證生產(chǎn)測(cè)溫的快速性、準(zhǔn)確性、自動(dòng)性的測(cè)量和控制。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)的高要求,在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,需要對(duì)相關(guān)對(duì)象進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制,在此維護(hù)生產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)環(huán)境下需要保持、控制溫度在一定的范圍,以利于生產(chǎn)活動(dòng)的正常運(yùn)行和產(chǎn)品的出品率。因此,如何進(jìn)行溫度測(cè)量和環(huán)境控制,是在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需要著手研究的細(xì)節(jié)問(wèn)題。針對(duì)于溫度測(cè)量,其理論基礎(chǔ)是建立在熱平衡概念之上,兩個(gè)不同冷熱程度的物體相互接觸會(huì)產(chǎn)生熱傳遞，通過(guò)熱物體向冷物體進(jìn)行熱傳遞，最終冷熱物體達(dá)到相同的溫度。從目前溫度的檢測(cè)方式來(lái)看,有兩種檢測(cè)類(lèi)別,一是接觸式測(cè)溫、二是非接觸式測(cè)溫。接觸式測(cè)溫采取溫度敏感元件與被檢測(cè)對(duì)象直接接觸的方式來(lái)進(jìn)行;其中熱電偶溫度計(jì)采用熱電偶為溫度敏感元件進(jìn)行溫度測(cè)量就是其中的一種。
1.熱電偶工作原理
　　在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,尤其是在社會(huì)文明發(fā)展不斷進(jìn)步的今天，在對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高的前提之下，溫度的測(cè)量和控制極其重要,其是保證生產(chǎn)產(chǎn)品出品率的重要因素之一;而在溫度測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，常常使用熱電偶原件進(jìn)行溫度的測(cè)量,其原因在于熱電偶因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)加工便捷、使用穩(wěn)定、溫度測(cè)量精度較高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等絕對(duì)優(yōu)勢(shì),使得其應(yīng)用極其廣泛，因此深受使用者的青睞。從熱電偶測(cè)量的方式來(lái)看,熱電偶可以被當(dāng)作一種具有敏感性強(qiáng)有源傳感器,而且在測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中不需要外加電源,使用非常便利。從熱電偶測(cè)量的工作原理來(lái)看，其測(cè)量溫度就是通過(guò)兩種不同成分材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路。在閉合回路當(dāng)中,如果熱電偶兩端存在溫度差異，就會(huì)導(dǎo)致在回路當(dāng)中產(chǎn)生一定大小的電流，電流在流動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中,就會(huì)在熱電偶兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這種電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)它為熱電勢(shì)。在閉合回路所形成的熱電勢(shì)作用下,一般來(lái)說(shuō),可以通過(guò)溫度較高的工作端和溫度較低的自由端熱電勢(shì)與溫度所形成的函數(shù)關(guān)系來(lái)制成熱電偶分度表,由此來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量,值得注意的是每一種不同的熱電偶都有不同的熱電偶分度表。
2、熱電偶測(cè)量需要注意的問(wèn)題
　　熱電偶作為溫度敏感原件對(duì)溫度測(cè)量，是依據(jù)在閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)的差異來(lái)進(jìn)行的。從某一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，熱電偶可以把它當(dāng)作簡(jiǎn)單的能量轉(zhuǎn)換器,其將熱能轉(zhuǎn)換成為電能。由此需要從熱電偶的特征和特點(diǎn)上注意各方面的問(wèn)題。一是所說(shuō)的熱電勢(shì)并非熱電偶冷端與工作端溫度差的函數(shù),而是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，這兩者在概念上需要清晰掌握,切勿混淆。二是熱電偶制作材料呈現(xiàn)均勻狀態(tài),其所產(chǎn)生熱電勢(shì)均與熱電偶生產(chǎn)材料所包含的成分和熱電偶兩端的溫差相互關(guān)聯(lián),但與熱電偶原件本身的外形構(gòu)造沒(méi)有任何聯(lián)系。三是一旦熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份被確定，那么也就是說(shuō)熱電偶的熱電勢(shì)強(qiáng)弱只是和熱電偶的溫度差發(fā)生關(guān)系;如果熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。熱電偶測(cè)量需要關(guān)注上述三個(gè)問(wèn)題,對(duì)問(wèn)題的了解和認(rèn)知有助于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的溫度測(cè)量與把握。
3、熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)系
　　在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,常常使用熱電偶溫度測(cè)量器來(lái)進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的溫度測(cè)量與控制。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)造一般來(lái)說(shuō)包括三個(gè)組成硬件部分,一是溫度檢測(cè)模塊,是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中必要的組成部分,用于溫度的檢測(cè)。二是單片機(jī)主控模塊,是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中的核心部分,用以整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)配和控制。三是顯示模塊,顯示是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中直觀的數(shù)據(jù)分析結(jié)果,是人機(jī)交流銜接部分。的這三個(gè)模塊部分共同組成了自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)整個(gè)的硬件構(gòu)造。熱電偶就是其中溫度檢測(cè)模塊重要的組成部分。在設(shè)計(jì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,需要明確與熱電偶有關(guān)的問(wèn)題,這些問(wèn)題產(chǎn)生與發(fā)展為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程有密切關(guān)系,它們一方面體現(xiàn)在生產(chǎn)產(chǎn)品等類(lèi)別,不同的生產(chǎn)產(chǎn)品需要不同質(zhì)地的熱電偶原件，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇考慮耐磨耐碰、考慮體積大小、考慮封裝形式多樣性、防水抗震等,以便于自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)的溫度檢測(cè)模塊安裝方便。第二方面根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程考慮熱電偶材料的敏感性,也就是反應(yīng)靈敏度。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,溫度測(cè)量如果屬于精確測(cè)量,所需的熱電偶原件材質(zhì)必須具有相對(duì)的敏感性和響應(yīng)速度。在冷凍庫(kù),糧倉(cāng),儲(chǔ)罐,電訊機(jī)房,電力機(jī)房,電纜線槽等測(cè)溫和控制等等領(lǐng)域，出于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的,需要考慮自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)建立實(shí)際的生產(chǎn)成本,以保證經(jīng)濟(jì)性。第三方面在選擇并使用熱電偶原件時(shí)，需要與檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)置的處理芯片的物理化學(xué)性能相互匹配,并且在接口方式，上進(jìn)行有效對(duì)接,以保證通信的流暢性。第四方面針對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)境,需要考慮熱電偶材料的測(cè)溫范圍,溫差較大的環(huán)境需要使用測(cè)溫更寬的熱電偶,用以保證其精度和可靠性,并且要注意熱電偶的使用環(huán)境對(duì)溫度測(cè)量的影響。
4、結(jié)語(yǔ)
　　在未來(lái)社會(huì),生產(chǎn)速度、效率的提高是必然的趨勢(shì),由此在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，自動(dòng)化的程度也越來(lái)越大。由此自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用將成為生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中普遍的現(xiàn)象,而在自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域,測(cè)溫的手段和過(guò)程是其硬件結(jié)構(gòu)重要的組成部分,需要對(duì)測(cè)溫當(dāng)中熱電偶的使用性能進(jìn)行分辨和了解,這樣才能保證生產(chǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,維護(hù)正常的生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行。