【2017年整理】温度场声学测量方法与技术的文献综述16页.doc

温度场声学测量方法与技术 文献综述 一、温度测量的意义及现状 人类自诞生之日起就不得不与“冷、热”打交道，并在长期的生产实践过程中，逐步建立起了“温度”的概念。为了保障生产、适应生存和不断提高生活质量，人类对“温度”的实质和定量测量的研究从未间断过。经过克劳修斯和开尔文等一大批科学家的努力，该问题在一定时期得到了较好的解决，并被全世界所公认。然而，随着人类的发展和社会的飞速进步，人们发现，不仅“温度”与我们的关系越来越密切，而且关于“温度的实质和定量测量”等问题远没有得到最终解决。为此，全世界无数的科学家都在此研究领域进行着不懈的努力，从而使得此方向一直是世界前沿研究领域之一，新的测试原理、方法和仪器层出不穷。 各种测温方法都是基于物体的某些物理化学性质与温度之间具有的一定的关系，例如物体的几何尺寸、颜色、电导率、热电势和辐射强度等都与物体的温度有关。当温度不同时，以上这些参数中的一个或几个随之发生变化，测出这些参数的变化，就可间接地知道被测物体的温度[1-2]。 一般来说，温度测量方法分为接触测量法和非接触测量法两大类。用接触式方法测温时，感温元件需要与被测介质直接接触，液体膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计等均属于此类。当用光学高温计、辐射高温汁、红外测温仪探测器测温时，感温元件不必与被测介质相接触，故称为非接触式测温方法[]。接触式测温简单、可靠、测量精度高，但由于达到热平衡需要定时间，因而会产生测温的滞后现象。此外，感温元件往往会破坏被测对象的温度场，并有可能受到被测介质的腐蚀[]。接触式[9-14]。接触法与非接触法测温特性常用温度计的种类及特性接触法与非接触法测温特性 ? 接触法 非接触法 特 点 测量热容量小的物体有困难；测量移动物体有困难；可测量任何部位的温度；便于多点集中测量和自动控制 不改变被测介质温场，可测量移动物件的温度，通常测量表面温度 测量条件 测温元件要与被测对象很好接触；接触测温元件不要使被测对象的温度发生变化 由被测对象发出的辐射能充分照射到检测元件；被测对象的有效发射率要准确知道，或者具有重现的可能性 测量范围 容易测量1000℃以下的温度，测量1200℃以上的温度有困难 测量1000℃以上的温度较准确，测量1000℃以下的温度误差大 准确度 通常为0.5%～1%，依据测量条件可达0.01% 通常为20℃左右，条件好的可达5～10℃ 响应速度 通常较慢，约1～3分钟 通常较快，约2～3秒，即使迟缓的也在10秒内 常用温度计的种类及特性 原 理 种 类 使用温度范围℃ 量值传递温度范围℃ 准确度 ℃ 线性化 响应速度 记录与控制 价 格 膨 胀 水银温度计有机液体温度计双金属温度计 -50～650-100～200-50～500 -50～550-100～200-50～500 0.1～21～40.5～5 可可可 中中慢 不适合不适合适合 压 力 液体压力温度计蒸汽压力温度计 -30～600-20～350 -30～600-20～350 0.5～50.5～5 可非 中中 适合 电 阻 铂电阻温度计热敏电阻温度计 -260～1000-50～350 -260～961-50～350 0.01～50.3～5 良非 中快 适合 贵 中 热电动势 热电温度计 BS·R 0～18000～1600 0～16000～1300 4～81.5～5 可可 快 适合 热电动势 NK E J T 0～1300-200～1200-200～800-200～800-200～350 0～1200-180～1000-180～700-180～600-180～300 2～102～103～53～102～5 良良良良良 快 适合 ? 热辐射 光学高温计 700～3000 900～2000 3～10 非 — 不适合 中 光电高温计辐射温度计比色温度计 200～3000约100～约3000180～3500 600～2500— — 1～105～205～20 非 快中快 适合 贵 体育馆、俱乐部至家庭住房等场所，[15]，而良好的气流组织则需要合理、均匀的温度场分布，能否有一个科学合理的温度分布，直接决定气流组织、空调和采暖设计，对节约能源、保护环境、提高生产和生活质量都是至关重要的温度场的是一个十分复杂的问题采用温度计逐点测量法是现实的。温度场测量方法、技术和设备的研究一个十分活跃的研究领域不仅可以有效地节约能源保护环境提高设备的运行，是使设备时刻处于最佳运行状态的重要前提，可以大大降低事故的发生率研究现状及发展趋势由于具有测量精度高、范围、空间大、非接触、实时连续和操作维护方等显著优点，[57]，并于130年以前，由声学家Mayer等进行了实验验证。然而，声学测温技术的研究和应用却是在近50年来才逐步展开的。