检测技术 第3版 教学课件 作者 施文康 余晓芬 主编 第十章.ppt

五、光导纤维测温技术 图10-24　液晶-光纤温度计的结构图1—外玻璃套管　2—液晶层3—内玻璃套管　4、7—环氧树酯粘接点　5—光导纤维束　6—聚乙烯套管 (一)液晶-光导纤维温度计 　液晶-光导纤维温度计是利用胆甾型液晶独有的“热色”效应，即温度不同时液晶的液色不同的原理来测量温度。在这里液晶的液色通过光纤传导出来加以测量。 (二)荧光-光导纤维温度计 图10-25　荧光-光导纤维温度计1—光纤　2—光纤包层　3—荧光物质4—反射镜　5—保护套管　6—光学胶层7—掺入荧光粉的玻璃球 (二)荧光-光导纤维温度计 图10-26　荧光-光导纤维温度计系统图 (三)马赫-珍德相位干涉型光纤温度计 图10-27　马赫-珍德干涉型光导纤维温度传感器的原理图 (四)分布式光纤温度传感网络 　　分布式光纤温度传感网络(Distributed Optical Fiber Temperature Sensor Net，DOFTSN)，是一种实时的、在线的、多点光纤温度测量系统，是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的新技术。在系统中光纤既是传输媒体又是传感媒体，它是基于光纤背向Raman散射效应而工作的。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射，如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯光(Stokes)与一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯光(Anti-Stokes)。光纤受外部各点温度的调制使光纤中的反斯托克斯光的光强发生变化，而斯托克斯光强却受温度的影响不大，因此反斯托克斯光强与斯托克斯光强的比值就可以作为温度高低的量度。 (四)分布式光纤温度传感网络 图10-28　线形感温光纤探测器系统原理示意图 表10-1　热电偶标准分度号 四、热电偶的参比端处理 (一)0℃恒温法(二)参比端温度修正法(三)电桥补偿法(四)补偿导线的应用 (一)0℃恒温法 图10-11　集成温度传感器补偿法 (二)参比端温度修正法 图10-12　微机温度测控系统 (三)电桥补偿法 图10-13　电桥补偿法测量电路 (四)补偿导线的应用 表10-2　补偿导线的分类型号与分度号 五、测温电缆 图10-14　测温电缆原理示意图 第四节　电阻温度计 一、 铂电阻温度计二、 铜电阻温度计三、半导体热敏电阻四、热电阻温度计的测量误差五、P-N结与集成电路温度传感器 一、 铂电阻温度计 　　铂是一种贵金属。它的特点是精度高，稳定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。铂在很宽的温度范围内，约1200℃以下都能保证上述特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝(直径0.02mm或更细)或极薄的铂箔。与其他材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认为它是一种较好的热电阻材料。但铂电阻的电阻温度系数比较小，在还原介质中工作时易被沾污变脆。此外价格较贵也是铂电阻的缺点之一。 二、 铜电阻温度计  三、半导体热敏电阻 　　如前所述，除用金属制成热电阻外，还有用半导体材料制成的半导体电阻温度计。它的显著优点是温度系数比较大，其绝对值比金属热电阻约大4～8倍。而且其电阻温度系数有正有负，可根据需要选择。 四、热电阻温度计的测量误差 (一)热电阻的基本误差(二)热电阻引线的误差 (一)热电阻的基本误差 图10-15　三线制热电阻测量电路1—电阻体　2、4—连线　3—接线盒5—显示仪表 (二)热电阻引线的误差 图10-16　二线制和四线制接法a)二线制热电阻测量桥路1—电阻体　2、4—连线　3—接线盒　5—显示仪表b)四线制热电阻测量桥路1—电阻体　2—标准电阻　3—显示仪表　4—恒流源 五、P-N结与集成电路温度传感器 表10-3　几种国外产品及性能参数 第五节　光辐射测温方法及仪表 一、热辐射基本定律二、辐射温度计三、亮度温度计四、颜色温度计 五、光导纤维测温技术 一、热辐射基本定律 (一)基尔霍夫定律(二)斯忒潘-玻耳兹曼定律(三)普朗克定律(四)维恩位移定律 (一)基尔霍夫定律 　　一个物体向周围发射辐射能时，同时也吸收其他物体辐射的辐射能，吸收辐射能量能力强的物体，其受热后向外辐射的能力也强。能够全部吸收辐射到其上的能量的物体，物理上称之为黑体，用光谱吸收比αλ(T)表示物体能对辐射到其上的辐通量可吸收的比例 (二)斯忒潘-玻耳兹曼定律  (三)普朗克定律  (四)维恩位移定律 图10-17　绝对黑体光谱亮度辐射曲线 二、辐射温度计 (一)全辐射温度计(二)部分辐射温度计 (一)全辐射温度计 图10-18　全辐射温度计结构1—物镜　2—外壳　3—补偿光阑　4—座架　5—热