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关于温度测量的国内研究现状论文

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关于温度测量的国内研究现状论文

这是俺论文的第一部分,希望对你用!!!!! 国内外温度检测技术研究现状温度是在工业、农业、国防和科研等部门中应用最普遍的被测物理量。有资料表明,温度传感器的数量在各种传感器中位居首位,约占50%左右。因此,温度测量在保证产品质量,提高生产效率,节约能源,安全生产,促进国民经济发展等诸多方面起到了至关重要的作用。 常用的温度测量方法根据测温方式的不同,温度测量通常可分为接触式和非接触式测温两大类。接触式测温的特点是感温元件直接与被测对象相接触,两者进行充分的热交换,最后达到热平衡,此时感温元件的温度与被测对象的温度必然相等,温度计就可据此测出被测对象的温度。因此,接触式测温一方面有测温精度相对较高,直观可靠及测温仪表价格相对较低等优点;另一方面也存在由于感温元件与被测介质直接接触,从而影响被测介质热平衡状态,而接触不良则会增加测温误差;被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响感温元件性能和寿命等缺点。根据测温转换的原理,接触式测温又可分为膨胀式、热阻式、热电式等多种形式。非接触式测温的特点是感温元件不与被测对象直接接触,而是通过接受被测物体的热辐射能实现热交换,据此测出被测对象的温度。因此,非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布,热惯性小,测温上限可设计的很高,便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。两类测温方法的主要特点如下表所示。表 两种测温方法的主要特点方式 接触式 非接触式测量条件 感温元件要与被测对象良好接触;感温元件的加入几乎不改变对象的温度;被测温度不超过感温元件能承受的上限温度;被测对象不对感温元件产生腐蚀。 需准确知道被测对象表面发射率;被测对象的辐射能充分照射到检测元件上。测量范围 特别适合1200度、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温,对高于1300度以上的温度测量比较困难。 原理上测量范围可以从超高温到超低温。但1000度以下,测量误差比较大,能测运动物体或热容小的物体温度精度 工业用表通常为、、、级,实验室用表可达级。 通常为、、级响应速度 慢,通常为几十秒到几分钟 快,通常为2-3秒钟其他特点 整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉。仪表读数直接反映被测物体温度,可方便的组成多路集中测量与控制系统。 整个测量系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵;仪表读数通常反映被测物体表面温度(需进一步转换);不易组成测温控温一体化的温度控制装置。从温度检测使用的温度计来看,主要包括以下几种:1.利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用物体热胀冷缩制成的温度计分为如下三大类:(1)玻璃温度计:利用玻璃感温包内的测温物质(水银、酒精、甲苯、油等)受热膨胀、遇冷收缩的原理进行温度测量。(2)双金属温度计:采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在上一起制的双金属片作为感温元件,当温度变化时,一端固定的双金属片,由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲,自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度。(3)压力式温度计:由感温物质(氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等)随温度变化,压力发生相应变化,用弹簧管压力表测出它的压力值,经换算得出被测物质的温度值。2.利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶发展较早,比较成熟,至今仍为应用最广泛的温度检测元件。热电偶具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。常用的热电偶有以下几种。(1)镍铬一镍硅,型号为WRN,分度号为K,测温范围0-900℃,短期可测1200℃。(2)镍铬—康铜,型号为WRK,分度号为F,测温范围0-600℃,短期可测800℃。(3)铂铑一铂,型号为WRP,分度号为S,在1300℃以下的使用,短期可测1600℃。(4)铂铑3旺铂铐6,型号为WRR,分度号为B,测温范围300-1600℃,短期可测1800℃。3.利用热阻效应技术制成的温度计用热阻效应技术制成的温度计可分成以下几种:(1)电阻测温元件,它是利用感温元件(导体)的电阻随温度变化的性质,将电阻的变化值用显示仪表反映出来,从而达到测温的目的。目前常用的有铂热电阻和铜热电阻。(2)半导体测温元件,它与热电阻的温阻特性刚好相反,即有很大负温度系数,也就是说温度升高时,其阻值降低。(3)陶瓷热敏元件,它的实质是利用半导体电阻的正温特性,用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件,常称为PCT或NCT热敏元件。PCT热敏分为突变型及缓变型二类。突变型PCT元件的温阻特性是当温度达到顶点时,它的阻值突然变大,有限流功能,多数用于保护电器。缓变型PCT元件的温阻特性基本上随温度升高阻值慢慢增大,起温度补偿作用。NCT元件特性与PCT元件的突变特性刚好相反,即随温度升高,它的阻值减小。4.利用热辐射原理制成的高温计热辐射高温计通常分为两种。一种是单色辐射高温计,一般称光学高温计;另一种是全辐射高温计,它的原理是物体受热辐射后,视物体本身的性质,能将其吸收、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少,与它的温度有一定的关系。热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的。 国内外温度检测技术现状及发展趋势近年来,在温度检测技术领域,多种新的检测原理与技术的开发应用,已经取得了重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善,它们主要有以下几种:1.晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属大l~2个数量级,二极管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理己研制了各种温度检测元件。2.集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极一发射极间电压与温度关系(即半导体PN结的温度特性)进行温度检测,并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体,封装于小型管壳内,即构成了集成电路温度检测元件。目前,国内外也进行了生产。3.核磁共振温度检测器 所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时,当与静磁场垂直方向加以电磁波,会发生对某频率电磁的吸收现象。利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器,称为核磁共振温度检测器。这种检测器精度极高,可以测量出千分之一开尔文,而且输出的频率信号适于数字化运算处理,故是一种性能十分良好的温度检测器。在常温下,可作理想的标准温度计之用。4.热噪声温度检测器它的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性。其特点如下:(1)输出噪声电压大小与温度是比例关系;(2)不受压力影响;(3)感温元件的阻值几乎不影响测量精确度;因此,它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和环境条件限制的温度检测器。5.石英晶体温度检测器它采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制的。它可以自动补偿石英晶片的非线性,测量精度较高,一般可检测到℃,所以可作标准检测之用。6.光纤温度检测器光纤温度检测器是目前光纤传感器中发展较快的一种,己开发了开关式温度检测器、辐射式温度检测器等多种实用型的品种。它是利用双折射光纤的传输光信号滞后量随温度变化的原理制成的双折射光纤温度检测器,检测精度在士1℃以内,测温范围可以从绝对0℃到2000℃。7.激光温度检测器激光测温特别适于远程测量和特殊环境下的温度测量,用氮氖激光源的激光作反射计可测得很高的温度,精度达l%;用激光干涉和散射原理制作的温度检测器可测量更高的温度,上限可达3000℃,专门用于核聚变研究但在工业上应用还需进一步开发和实验。8.微波温度检测器采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。它是利用在不同温度下,温度与控制电压成线性关系的原理制成的。这种检测器的灵敏度为250kHZ/℃,精度为1%左右,检测范围为20~1400℃。从以上材料可以看出,当前温度检测的发展趋势组合要集中在以下几个方面:a.扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为一200~3000℃,而今后要求能测超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切,如10K以下的度检测是当前重点研究课题。b.扩大测温对象温度检测技术将会由点测温发展到线、面,甚至立体的测量。应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。C.新产品的开发利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品,以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。d.加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。如近来已经开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器,厚膜、薄膜铂电阻温度检测器,硅单晶热敏电阻温度检测器等。e.向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能,又要具有判断和指令等多功能,采用微机向智能化方向发展。向机电一体化方向发展。课题的工程背景在工业领域,温度、压力、流量是最常见的三大被检测的物理参数,其中最广泛的还是温度量的测量,随着电子技术、计算机技术的飞速发展,对现场温度的测量也由过去的刻度温度计、指针温度计向数字显示的智能温度计发展,而且,对测量的精度要求也越来越高。当然,对不同的工艺要求,其测量的精度要求不尽相同,这些是显而易见的,譬如,在测量电机的轴温时,可能测量的允许差达l℃以上,但在某些场合,温度的检测与控制需要达到很高的精度。以化工生产中联碱行业为例,联碱外冷器液氨致冷技术作为80年代中期化工部重点推广的技改项目之一,已被各联碱厂相继采用,并在生产实践中得到不断改进,已成为业内公认的一项成熟、有效的节能降耗技术。但至今仍存在外冷器生产能力偏低、运行周期短和节能效果不理想等问题。而外冷器进出口母液温差是影响外冷器生产能力和运行周期的一个重要因素,从长期的生产经验看,混合溶液每次流经外冷器时,进、出口温差以℃为宜。因此,精确测量与控制通过外冷器混合溶液的进、出口温差是指导该生产工艺的一个重要环节。事实上,由于精度要求较高,在实际生产中该环节的温差测控问题一直没能得到很好解决。经调研知,在全国范围内几乎所有化工集团的联碱行业的生产情况都如此,他们迫切希望能解决这一问题。在其它许多场合(如发酵工艺)中,温度的准确测量与控制同样具有相当强的实践指导作用。目前,虽然国内外已有很多温度测控装置,但温度测量的精度达到℃,并能适用于类似制碱工艺要求的外冷器低温差的精确检测与控制在国内尚属空白。该课题的研究能实现外冷器温差的高精度检测与控制,可推广应用到其它化工生产过程及其相关领域中需要对温差与温度进行高精度实时测控的场合。因此,研发高精度温度与温差测控系统具有很好的应用前景。

现在测温的前沿产品应该就是五星光纤出的旋转反射式光纤测温

◆基于有线传输数字式粮情测控系统

◇基于无线数字自组织网络技术的粮情测控系统

◆基于因特网的远程视频与粮情信息检测系统

◇储油罐温度与液位监测系统

◆地上通风笼,仓储设备,简易测温设备

温湿度专家

哈尔滨新良伟业科技有限公司

(原中谷粮油信团旗下武汉新良科技开发有限公司)

2012年

CWS-901数字型粮情测控系统

(电子检温系统)

“CWS-901”是由武汉交通科技大学和原武汉新良科技开发有限公司合作开发的数字式粮情测控系统。该系统通过国家粮食储备局检测,并在世行贷款项目中得到了应用和推广。经过10年的使用,实践证明我们开发的产品使用寿命长,售后服务好,换代升级及时。

◆系统安全性高,主电源电缆采用24伏直流供电,二次变压后,到模块时采用5V直流供电,对人安全,并且完全不会引发火花,杜绝了电火灾的发生。

◆分布式控制网络系统,各控制器分散在各库房独立工作,主机和控制器之间采用双绞线进行连接,传输距离可达公里, 因此抗干扰能力极强☆抗干扰性强系统采用全隔离技术,过压过流保护,数字化传输,传输电缆金属屏蔽等措施。具有抗静电、抗电磁场、抗噪声、抗瞬间大电流、高电压冲击等抗干扰功能。容错性好。

◆该系统的温度传感器采用美国进口的数字化温度传感器DS18B20,温度传感器采用法国进口HS1101,具有精确度高,稳定,常年不漂移的特性,传感器与放大器A/D转换高度集成,因此,传感器直接输出的是数字信号,无须经过中间环节可直接进入控制器,所以精度和可靠性高、误差小、线性度好,而且不需要校正,稳定可靠。

◆防尘、防爆、防熏蒸

系统设备CWS-901智能控制器,KDF风机控制器,置于通过国家检验的DIP塑料盒内;具有良好的防尘、防爆、防熏蒸性能。

CWS-901的控制器是一个标准的,达到IEC529标准中IP67等级,不仅便于安装和拆卸,而且具有防水、防气体腐蚀、防粉尘功能。◆KDF-4是风机电源控制器,可以同时提供4路程控电源,控制多路通风风机。此外KDF控制也可发出各种报警讯号.向风机控制箱提供自动启停指令。

◆系统采用组态软件包,全屏幕多画面显示,主要内容包括:全库区仓房位置显示、库房内各测试点位置显示、报警显示、风机启/停显示和多菜单参数设定。在正常情况下,各测试点在画面上的显示为绿色符号,当画面上出现红色检测点符号时,说明这些测试点的情况出现异常,操作员可以立即进行仔细检查以便尽快排除故障,整个系统具有报表打印功能,操作简便,易懂易学。

◆防雷击

系统设计过压过流和光电隔离电路加上采用专业避雷厂家生产的数据保护器,形成多级保护,具有较强的抗雷击性能。

◆性价比高

由于系统结构简单,运行稳定可靠,故障率低,性能价格比高。

CWS-901系统主要性能指标:

系统硬件容量(最大测点数)                      32768点

检测范围

测温范围(℃)                             -40℃—+60℃

测湿范围(%RH)                            20%—99%RH

检测误差

温度误差(±℃)                           ≤±℃

湿度误差(±%RH)                          ±4%RH

重复误差(五次以上测量结果与平均值的最大差值)

温度重复误差(±℃)                       ≤±℃

湿度重复误差(±%RH)                      ≤±4%RH

温度采集速度(点/秒)                           ≥30点/秒

最大通讯距离(Km)                              ≥ Km

系统使用寿命(年)                              ≥8 年

是否能够自动控制通风Yes/No                      YES.;’;

CWS-901无线数字粮情测控系统

(无线数字通信)

CWS-901无线数字粮情测控系统由温度模块CWS-901与无线模块CWS-1020L组成。

CWS-1020L低功率无线数传模块,是一种远距离无线数据传输产品,它体积小,功耗低,稳定性及可靠性极高,能方便为用户提供双向的数据信号传输、检测和控制。

1、500MW的发射功率,高接收灵敏-118DBM(9600bps)。

2、ISM频段工作频率,无需申请频点

载频频率433MHZ

3高抗干扰能力和低误码率

基于FSK/GFSK的调制方式,采用高效通信协议,在信道误码率为10-2时,可得到实际误码率10-5-10-6。

4、传输距离远

2KM(BER=10-5@9600BPS,标配10CM天线,空旷地,天线高度)

5、高速无线通讯和大的数据缓冲区。

6、智能数据控制

7、低功耗,三种休眠模式

接收电流<25MA,发射电流<300MA,休眠时电流<20UA.

8、高可靠性,体积小、重量轻。采用高性能、低功耗单片机,外围电路少,可靠性高,故障率低。

温室自动控制系统是专门为农业温室、农业、环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。1、温室自动控制系统国外研究现状 .科学家成功开发了一系列计算机软件,硬件,实现了温室供水,施肥和环境自动化控制。英国农业部对温室发展也很重视,科学家们先后进行了温室环境与作物生理,温室环境因子的计算机优化,温室节能,温室自动控制,温室作物栽培与产后处理的研究。另外,国外温室正致力于高科技发展。遥测技术,网络技术,控制局域网已逐渐应用予温室的控制与管理中。世界发达国家如荷兰,美国,英国等大力发展集约化的温室产业,已经研制成功对温室内温度,湿度,光照,气体交换,滴灌,营养液循环等实现计算机自动控制的现代化高科技温室,甚至于育苗,移栽,清洗,包装等也实现了机械化,自动化。 2、温室自动控制系统国内研究现状。从目前的研究情况来看,我国的温室自动控制系统科研水平跟国外比仍有较大差距,主要表现在以下几个方面:一是尚未建立温室结构的国家标准,研究者给出的控制系统大都有较强针对性。由于温室结构千差万别,执行机构各不相同,对于控制系统的优劣缺乏横向可比性。二是缺乏与我国气候特点相适应的温室自动控制软件。目前我国引进温室自动控制系统大多投资大,运行费用过高,并且控制系统中所侧重考虑的环境参数与我国的气候特点存在矛盾,如荷兰由于温度变化很小,故降温,通风问题考虑很少,而采光问题考虑得较多,如果将这种温室应用于我国新疆地区,肯定不合适,因为新疆的温差变化大。三是我国综合环境控制技术的研究刚刚起步,目前仍然停留在研究单个环境因子调控技术的阶段,而实际上,温室内的日照量,气温,地温,空气湿度,土壤湿度,CO浓度等环境因素,是在相互影响,相互制约的状态中对作物的生长产生影响的,环境因素的空间变化,时间变化都很复杂。此外,优化值的设定是一项复杂的工作,作物生长是多因素综合作用的结果,当我们改变某一环境因子时,常会把其他环境因子变到一个不适宜的水平,因此,将温室内的物理模型,作物的生长模型,温室生产的经济模型结合起来,进行作物生长环境参数的优化研究,开发一套与我国温室生产现状相适应的环境控制软件是很重要的。

国内外温湿度监测研究现状论文

国内的温湿度这几年发展还不错,湿度最主要的是湿敏电容技术还不是很成熟,据我所知好像只有我们一家在做湿敏电容,其它的都是用国外的,湿敏电容好像只有法国一家在对外销售,其它的都是做成探头对外出售

基于PLC的温湿度控制系统国内外研究的现状你可以去万方或者知网下载一些硕士学位的论文一般硕士学位的论文都有国内外研究的章节你可以直接拿来用或者几篇综合一下如果是下载问题,我可以帮你下载。一、题目学位论文的题目应能概括整个论文的核心内容。题目所用的词语应简明,具体,确切,符合编制题录、索引和检索等二次文献的有关原则,并有助于选择关键词和分类号。题目要力求引人注目,且与论文内容贴切,应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号、结构式和公式。中文题目的字数不宜过多,一般不超过20个汉字,必要时可加副标题。英文题目与中文题目内容上要一致,但不要求词语一一对应翻译。每个词的首字母大写,但3个或4个字母以下的冠词、连词、介词全部小写。英文题目长度一般不超过2行。二、摘要摘要要以浓缩的形式概括研究的目的、内容、方法、观点及所取得的成果和结论等。突出论文的创造性成果和新的见解。摘要应具有独立性和自含性。使读者在只阅读摘要的情况下,就能获得该论文的中心思想或主要信息。作者要用精练概括的语言来表述,不宜展开论证和说明,也不宜加主观评价。摘要应能反映出论文的整体水平。英文摘要另起一页排列于中文摘要之后,是一篇独立的英文短文,要符合英文写作规范,而不应是中文摘要的勉强翻译。三、关键词关键词是学位论文的文献检索标志,是表达文献主题概念的自然语言词汇。学位论文的关键词是从其题目、层次标题和正文中选出来的,能反映论文主题概念的词或词组。关键词选用是否恰当,关系到该文被检索的概率和利用率。四、目录目录既是学位论文的提纲,也是论文组成部分的小标题。目录应将文内的章节标题依次排列,标题应该简明扼要。目录页中每行均由标题名称和页码组成,包括引言(或前言)、主要内容的篇、章、条、款、项序号和标题、小结、参考文献、注释、附录、可供参考的文献题录、索引等。论文中如图表较多,可以分别列出清单置于目录页之后。图的清单应有序号、图题和页码。表的清单应有序号、表题和页码。

下面是以前写过的一篇论文 希望对你能有帮助第1章 绪 论 课题研究背景和意义 国内外的研究现状 温度传感器 湿度传感器 第2章设计任务分析及方案论证 温度传感器的选择 湿度传感器的选择 控制芯片的的选择 单片机 FPGA 输出显示设备选择 本章小结 第3章 硬件电路的设计 信号采集 温度传感器 湿度传感器 信号分析 单片机的内部结构 单片机最小系统 信号处理 显示电路 本章小结 第4章 软件设计 软件总体模块 测温度子程序流程图 测湿度子程序流程图 液晶显示程序流程图 本章总结 第5章 结束语 参考文献

基于温度的论文研究现状

(1)国外温度测控系统研究国外对温度控制技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。(2)国内温度测控系统研究我国对于温度测控技术的研究较晚,始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上,才掌握了温度室内微机控制技术,该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用,在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上,以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国家相比,存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度,生产实际中仍然有许多问题困扰着我们,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。这是本人整理的一些,仅供参考。希望对你有用。

用DS18B20测试温度,然后做出相应的控制,也可以报警创新方面可以做多路温度测试和控制吧,加温度显示,用LED数码管或者LCD显示屏

这是俺论文的第一部分,希望对你用!!!!! 国内外温度检测技术研究现状温度是在工业、农业、国防和科研等部门中应用最普遍的被测物理量。有资料表明,温度传感器的数量在各种传感器中位居首位,约占50%左右。因此,温度测量在保证产品质量,提高生产效率,节约能源,安全生产,促进国民经济发展等诸多方面起到了至关重要的作用。 常用的温度测量方法根据测温方式的不同,温度测量通常可分为接触式和非接触式测温两大类。接触式测温的特点是感温元件直接与被测对象相接触,两者进行充分的热交换,最后达到热平衡,此时感温元件的温度与被测对象的温度必然相等,温度计就可据此测出被测对象的温度。因此,接触式测温一方面有测温精度相对较高,直观可靠及测温仪表价格相对较低等优点;另一方面也存在由于感温元件与被测介质直接接触,从而影响被测介质热平衡状态,而接触不良则会增加测温误差;被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响感温元件性能和寿命等缺点。根据测温转换的原理,接触式测温又可分为膨胀式、热阻式、热电式等多种形式。非接触式测温的特点是感温元件不与被测对象直接接触,而是通过接受被测物体的热辐射能实现热交换,据此测出被测对象的温度。因此,非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布,热惯性小,测温上限可设计的很高,便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。两类测温方法的主要特点如下表所示。表 两种测温方法的主要特点方式 接触式 非接触式测量条件 感温元件要与被测对象良好接触;感温元件的加入几乎不改变对象的温度;被测温度不超过感温元件能承受的上限温度;被测对象不对感温元件产生腐蚀。 需准确知道被测对象表面发射率;被测对象的辐射能充分照射到检测元件上。测量范围 特别适合1200度、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温,对高于1300度以上的温度测量比较困难。 原理上测量范围可以从超高温到超低温。但1000度以下,测量误差比较大,能测运动物体或热容小的物体温度精度 工业用表通常为、、、级,实验室用表可达级。 通常为、、级响应速度 慢,通常为几十秒到几分钟 快,通常为2-3秒钟其他特点 整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉。仪表读数直接反映被测物体温度,可方便的组成多路集中测量与控制系统。 整个测量系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵;仪表读数通常反映被测物体表面温度(需进一步转换);不易组成测温控温一体化的温度控制装置。从温度检测使用的温度计来看,主要包括以下几种:1.利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用物体热胀冷缩制成的温度计分为如下三大类:(1)玻璃温度计:利用玻璃感温包内的测温物质(水银、酒精、甲苯、油等)受热膨胀、遇冷收缩的原理进行温度测量。(2)双金属温度计:采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在上一起制的双金属片作为感温元件,当温度变化时,一端固定的双金属片,由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲,自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度。(3)压力式温度计:由感温物质(氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等)随温度变化,压力发生相应变化,用弹簧管压力表测出它的压力值,经换算得出被测物质的温度值。2.利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶发展较早,比较成熟,至今仍为应用最广泛的温度检测元件。热电偶具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。常用的热电偶有以下几种。(1)镍铬一镍硅,型号为WRN,分度号为K,测温范围0-900℃,短期可测1200℃。(2)镍铬—康铜,型号为WRK,分度号为F,测温范围0-600℃,短期可测800℃。(3)铂铑一铂,型号为WRP,分度号为S,在1300℃以下的使用,短期可测1600℃。(4)铂铑3旺铂铐6,型号为WRR,分度号为B,测温范围300-1600℃,短期可测1800℃。3.利用热阻效应技术制成的温度计用热阻效应技术制成的温度计可分成以下几种:(1)电阻测温元件,它是利用感温元件(导体)的电阻随温度变化的性质,将电阻的变化值用显示仪表反映出来,从而达到测温的目的。目前常用的有铂热电阻和铜热电阻。(2)半导体测温元件,它与热电阻的温阻特性刚好相反,即有很大负温度系数,也就是说温度升高时,其阻值降低。(3)陶瓷热敏元件,它的实质是利用半导体电阻的正温特性,用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件,常称为PCT或NCT热敏元件。PCT热敏分为突变型及缓变型二类。突变型PCT元件的温阻特性是当温度达到顶点时,它的阻值突然变大,有限流功能,多数用于保护电器。缓变型PCT元件的温阻特性基本上随温度升高阻值慢慢增大,起温度补偿作用。NCT元件特性与PCT元件的突变特性刚好相反,即随温度升高,它的阻值减小。4.利用热辐射原理制成的高温计热辐射高温计通常分为两种。一种是单色辐射高温计,一般称光学高温计;另一种是全辐射高温计,它的原理是物体受热辐射后,视物体本身的性质,能将其吸收、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少,与它的温度有一定的关系。热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的。 国内外温度检测技术现状及发展趋势近年来,在温度检测技术领域,多种新的检测原理与技术的开发应用,已经取得了重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善,它们主要有以下几种:1.晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属大l~2个数量级,二极管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理己研制了各种温度检测元件。2.集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极一发射极间电压与温度关系(即半导体PN结的温度特性)进行温度检测,并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体,封装于小型管壳内,即构成了集成电路温度检测元件。目前,国内外也进行了生产。3.核磁共振温度检测器 所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时,当与静磁场垂直方向加以电磁波,会发生对某频率电磁的吸收现象。利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器,称为核磁共振温度检测器。这种检测器精度极高,可以测量出千分之一开尔文,而且输出的频率信号适于数字化运算处理,故是一种性能十分良好的温度检测器。在常温下,可作理想的标准温度计之用。4.热噪声温度检测器它的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性。其特点如下:(1)输出噪声电压大小与温度是比例关系;(2)不受压力影响;(3)感温元件的阻值几乎不影响测量精确度;因此,它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和环境条件限制的温度检测器。5.石英晶体温度检测器它采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制的。它可以自动补偿石英晶片的非线性,测量精度较高,一般可检测到℃,所以可作标准检测之用。6.光纤温度检测器光纤温度检测器是目前光纤传感器中发展较快的一种,己开发了开关式温度检测器、辐射式温度检测器等多种实用型的品种。它是利用双折射光纤的传输光信号滞后量随温度变化的原理制成的双折射光纤温度检测器,检测精度在士1℃以内,测温范围可以从绝对0℃到2000℃。7.激光温度检测器激光测温特别适于远程测量和特殊环境下的温度测量,用氮氖激光源的激光作反射计可测得很高的温度,精度达l%;用激光干涉和散射原理制作的温度检测器可测量更高的温度,上限可达3000℃,专门用于核聚变研究但在工业上应用还需进一步开发和实验。8.微波温度检测器采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。它是利用在不同温度下,温度与控制电压成线性关系的原理制成的。这种检测器的灵敏度为250kHZ/℃,精度为1%左右,检测范围为20~1400℃。从以上材料可以看出,当前温度检测的发展趋势组合要集中在以下几个方面:a.扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为一200~3000℃,而今后要求能测超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切,如10K以下的度检测是当前重点研究课题。b.扩大测温对象温度检测技术将会由点测温发展到线、面,甚至立体的测量。应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。C.新产品的开发利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品,以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。d.加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。如近来已经开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器,厚膜、薄膜铂电阻温度检测器,硅单晶热敏电阻温度检测器等。e.向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能,又要具有判断和指令等多功能,采用微机向智能化方向发展。向机电一体化方向发展。课题的工程背景在工业领域,温度、压力、流量是最常见的三大被检测的物理参数,其中最广泛的还是温度量的测量,随着电子技术、计算机技术的飞速发展,对现场温度的测量也由过去的刻度温度计、指针温度计向数字显示的智能温度计发展,而且,对测量的精度要求也越来越高。当然,对不同的工艺要求,其测量的精度要求不尽相同,这些是显而易见的,譬如,在测量电机的轴温时,可能测量的允许差达l℃以上,但在某些场合,温度的检测与控制需要达到很高的精度。以化工生产中联碱行业为例,联碱外冷器液氨致冷技术作为80年代中期化工部重点推广的技改项目之一,已被各联碱厂相继采用,并在生产实践中得到不断改进,已成为业内公认的一项成熟、有效的节能降耗技术。但至今仍存在外冷器生产能力偏低、运行周期短和节能效果不理想等问题。而外冷器进出口母液温差是影响外冷器生产能力和运行周期的一个重要因素,从长期的生产经验看,混合溶液每次流经外冷器时,进、出口温差以℃为宜。因此,精确测量与控制通过外冷器混合溶液的进、出口温差是指导该生产工艺的一个重要环节。事实上,由于精度要求较高,在实际生产中该环节的温差测控问题一直没能得到很好解决。经调研知,在全国范围内几乎所有化工集团的联碱行业的生产情况都如此,他们迫切希望能解决这一问题。在其它许多场合(如发酵工艺)中,温度的准确测量与控制同样具有相当强的实践指导作用。目前,虽然国内外已有很多温度测控装置,但温度测量的精度达到℃,并能适用于类似制碱工艺要求的外冷器低温差的精确检测与控制在国内尚属空白。该课题的研究能实现外冷器温差的高精度检测与控制,可推广应用到其它化工生产过程及其相关领域中需要对温差与温度进行高精度实时测控的场合。因此,研发高精度温度与温差测控系统具有很好的应用前景。

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低温温度测量研究的论文

我可以把程序和电路图给你。全是本人亲自做的。

说到地球上的最低温度,我们都会想到在南北极,实际上南极要比北极更冷,因为南极圈内大部分都是陆地,属于极地高原气候,而北极圈内大部分都是北冰洋,又有北大西洋暖流注入,所以南极洲的最低温度平均要比北极地区低很多。 北极地区的最低温度一般在零下70 左右,如西伯利亚维尔霍杨斯克曾记录到零下70 C的低温,但位于南极的俄罗斯东方站曾经测到零下 的低温,这一温度也曾被长时间认为是地球已知的最低温度。 但在2013年时,气象学家们利用南极陆基气象站的数据校准了卫星地面温度的测量值,认为在东南极高原的最高点——冰穹阿尔戈斯(冰穹A,整个南极冰盖的最高点)与第二高点富士冰穹(冰穹F)之间大约有100个强冷空气穴,其最低温度可达零下93 ;挪威位于南极的气象站点,这表示测得过零下度的低温,在这样的温度下,玩泼热水成冰完全没有问题,水滴掉地上都成冰雹了,撒尿真得用棍子敲着了,钢板掉地上也会摔成八瓣,钢筋则像冰棒一样脆。 不过到了2019年时,又有美国气象学家通过分析气象卫星在南极拍摄的数据资料发现,南极洲的东南极高原一带的最低气温可下降到零下100 左右,之后该数据便被认为是地球自然界可达到的极端低温的温度,是地球表面温度所能达到的最低极限。 然而这一记录最近又被打破了,据外媒报道,有美国科学团队在《地球物理研究快报》上发表了新的研究论文,表示美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的气象卫星在地球大气层中监测到了零下 的最低气温,这个新的低温记录并非产生在南极,也不是产生了北极,而是产生在西太平洋上,而且是在一个热带风暴中产生的。 该研究团队分析了美国国家海洋和大气管理局的VIIRS气象卫星(携带有可见光红外成像辐射仪)收集的2018年末在西太平洋形成的风暴数据,结果在一场热带风暴中发现了风暴云中的温度达到了零下 的低温,这一温度数据被认为是目前地球有记录以来的最低温度。 VIIRS气象卫星可收集地球陆地、大气、冰层和海洋在可见光和红外波段的辐射图像,可用来测量地球大气温度、大气中云量、空气气溶胶含量和特性、海洋和陆地表面温度等,因此可以得出地球表面温度的高低和分布特性等。 那么为什么热带风暴中会出现如此之低的温度呢?居然超过了南北极的极端低温,因为在在热带风暴的形成和运行过程中,来自海洋和陆地的暖湿气流会从周围随云团上升到高空,但是冷空气却会从中间的台风眼的位置由高空被吸到下面,这样一来,如果热带风暴比较强的话,那么来自地球大气层外围的极端冷空气也会被吸到大气层内部,甚至钻到台风眼的下面,因此即便在热带的大气层中,也会出现极端低温了。 不过一般情况下,非常寒冷的空气并不会到达地表,因为在到达地表之前就会被热空气中和了,但总体来说,台风热带风暴经过的地区温度都会大幅下降。 参考资料: 《环球网》3月31日文章《新研究发现2018年曾有一场热带风暴打破了地球最低温度纪录》

你好,我有你需要的设计!需要的联系回答者 目 录 一、引言 4 二、设计内容及性能指标 5 三、系统方案论证与比较 5 (一)、方案一 5 (二)、方案二 6 四、系统器件选择 7 (一)、 单片机的选择 7 1、 89S51 引脚功能介绍 8 (二)、温度传感器的选择 10 1、 DS18B20 简单介绍: 10 2、 DS18B20 使用中的注意事项 12 3、 DS18B20 内部结构 12 4、DS18B20测温原理 16 5、提高DS1820测温精度的途径 17 (三)、显示及报警模块器件选择 18 五、硬件设计电路 18 (一)、主控制器 19 (二)、显示电路 19 (三)、 温度检测电路 20 (四)、温度报警电路 25 六、 软件设计 26 (一)、 概述 26 (二)、主程序模块 26 (三)、各模块流程设计 27 1、 温度检测流程 28 2、报警模块流程 28 3、 中断设定流程 29 七、总结和体会 31 八、致谢 31 仪器简介 数字温度计是测温仪器类型的其中之一。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等。编辑本段仪器参数和适用范围 数字温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性,误差≤, 内电源、微功耗、不锈钢外壳,防护坚固,美观精致。 数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器,内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆,是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品,广泛应用于各类工矿企业,大专院校,科研院所。 温度数我们日常生产和生活中实时在接触到的物理量,但是它是看不到的,仅凭感觉只能感觉到大概的温度值,传统的指针式的温度计虽然能指示温度,但是精度低,使用不够方便,显示不够直观,数字温度计的出现可以让人们直观的了解自己想知道的温度到底是多少度。 数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器(如铂电阻,热电偶,半导体,热敏电阻等),将温度的变化转换成电信号的变化,如电压和电流的变化,温度变化和电信号的变化有一定的关系,如线性关系,一定的曲线关系等,这个电信号可以使用模数转换的电路即AD转换电路将模拟信号转换为数字信号,数字信号再送给处理单元,如单片机或者PC机等,处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来,成为可以显示出来的温度数值,如摄氏度,然后通过显示单元,如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。 数字温度计根据使用的传感器的不同,AD转换电路,及处理单元的不同,它的精度,稳定性,测温范围等都有区别,这就要根据实际情况选择符合规格的数字温度计。 数字温度计有手持式,盘装式,及医用的小体积的等等。仪器发展历史 最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。温度计有热胀冷缩的作用所以这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。 后来伽利略的学生和其他科学家,在这个基础上反复改进,如把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度;经过反复实验与核准,最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉,把纯水凝固时的温度定为32℉,把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉,用℉代表华氏温度,这就是华氏温度计。 在华氏温度计出现的同时,法国人列缪尔(1683~1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小,不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现,含有1/5水的酒精,在水的结冰温度和沸腾温度之间,其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。? 华氏温度计制成后又经过30多年,瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为0度,把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为 ℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。 现在英、美国家多用华氏温度,德国多用列氏温度,而世界科技界和工农业生产中,以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。数字温度测量仪表的精度等级和分度值 仪表名称 精度等级 分度值,℃(摄氏度) 双金属温度计 1,, 压力式温度计 1,, 玻璃液体温度计 热电阻 1~10 热电偶 5~20 光学高温计 1~ 5~20 辐射温度计(热电堆) 5~20 部分辐射温度计 1~ 1~20 比色温度计 1~

国内低温过滤器的研究现状论文

参考下: 进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为,在T=20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文: 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要:水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示: 这个电压和磁场及控制电流成正比: VH=K╳|H╳IC| 式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。 在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。 (1)相位精度高,可满足°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。 (2)可满足度曲轴角的熄火检测要求。 (3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。 用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。 曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。 图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。

空气分离技术论文篇二 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 摘 要:随着国民经济的迅速发展及科学技术水平的不断提高,各种新型空气分离设备不断出现,作为空气分离技术中最早出现的技术,深冷技术在其发展中得到了广泛的应用。文章主要对深冷技术的概念、空气分离设备的含义及深冷技术在空气分离设备设计中的应用进行了简要的分析与探究。 关键词:深冷技术;空气分离设备;设计;应用;概念 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)23-0063-02 空气分离技术起源于1985年与1903年德国卡尔・林德教授创造的第一套空气液化设备及10 m3/h(氧)空气分离设备,在其100多年的发展历程中,随着新型技术的不断发展,空气分离设备及技术得到了极大的发展,深冷分离技术在空气分离出现最早的一种技术,经人们的不断研究及革新,在工业生产实践及设备更新中愈加成熟,在国民经济发展中的应用范围也随之更加广泛。 1 深冷技术的概念 深冷技术是指采用冷媒介质作为冷却介质,把淬火后的金属材料的冷却过程继续下去,达到远低于室温的某一温度(-196 ℃),进而实现金属材料性能发送的目的。近年来,随着空气分离设备设计的不断发展,作为金属工件性能发送的新型工艺技术,深冷技术是现阶段最有效、最经济实用的技术。 在深冷加工中,金属里残余的大量奥体转化为马氏体的形式,尤其是从-196 ℃到室温的过程中过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会下降,析出弥散,超微细碳化物其与基体保持共格关系,电流只有20~60 A,这种现象的产生可以减少马氏体晶格畸变,降低微观应力,在材料塑性变形中细小弥散的碳化物可以对位错运动造成阻碍,进而起到基体组织强化的作用。与此同时,析出超微细碳化物颗粒后要在马氏体基体上进行均匀分布,对晶界脆化作用进行有效减弱,细化基体组织不仅可以对杂质元素在晶界的偏聚程度进行有效减弱,还可以充分发挥晶界强化的作用,进而对工模具性能进行极大改善,提高其硬度、抗冲击韧性及耐磨性。深冷技术的应用不仅体现于工作表面,还在工件内部进行渗入,展现的是整体性效果,基于此,可以对工件进行重模,多次使用。在工件方面,深冷技术的应用还可以对淬火应力进行有效降低及起到尺寸稳定性增强的作用。 2 空气分离设备的含义 随着社会经济的迅速发展及科学技术的不断进步,在空气分离研究等行业的发展中,其装备发展已呈现出大型化的趋势,对空气分离设备配套的要求也越来越高。现阶段,在空气分离设备自主化发展中我国的水平等级已达6万等级,与世界先进水平十分接近。2002年,杭氧的3万等级国产空气分离设备在宝钢集团成功运转,使得我国空气分离设备的竞争力得到了极大的提升,促使国产大型空气分离设备成功对国内市场进行了大范围地占领。 3 深冷技术在空气分离设备设计中的应用 空气深冷分离工艺是采用多塔低温精馏的方式,从压缩空气中制取高纯度的氧、氮等产品。目前在空气分离设备设计中主要有两种存在形式,第一种是常温空气分离设备,这种设备主要是在常温及非低温的状态下进行的,这种常温空气分离设备又可以分为两种不同的形式:变压吸附分离与膜分离。这里要进行分析的就是另一种空气分离设备设计形式,深冷空气分离,这种设备主要应用于温度非常低的情况下。在20世纪50年代,为提升我国国防力量,满足国防需求,我们的深冷空气分离技术及设备都是从苏联引进和仿制,当时仿制的企业为杭州铁工厂。在1953年左右时,我国才成功仿制出了属于自己的深冷空气分离设备。直至今日,我国的空气分离技术及设备制造水平已经得到了极大的发展,并为国民经济的增长贡献着自己的一份力量。目前,深冷空气分离技术主要应用于以下几方面。 压缩空气净化组件 压缩空气净化组件主要的组成成份有高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器及活动性过滤器。首先空气要在空气压缩机里进行压缩,再在空气缓冲罐中进行作业,然后经过高效除油器将大部分的杂质进行有效去除,杂质主要包括油、水及尘等,在水分进一步去除中可以采用冷冻式干燥机进行,再次进行去油、去尘时可以选用精密过滤器实施操作,最后选用活性炭过滤器进行更深层次地去油工作。 空气缓冲罐 空气缓冲罐组件主要的构成成份有空气缓冲罐与附属阀门仪表。空气缓冲罐在空气分离设备设计中起到的主要作用就是缓冲,对气流脉动起到有效降低。进而使系统压力波动得到降低,使压缩空气能够顺利在压缩空气净化组件中通过,最大限度地将尤、水等杂物进行有效排除。与此同时,在进行吸附塔工作切换过程中,还可以帮助氧氮分离系统在极少时间中得到大量所需的压缩空气,这种技术的应用,可以可以帮助吸附塔中的压力进行迅速上升并达到工作压力,还可以确保机械设备运行的可靠性与稳定性。 氧氮分离系统 构成氧氮分离系统组件主要的成份有吸附塔、压紧装置、附属阀门与仪表电器。选用复合床结构设计中的吸附塔,主要分为两种塔:A塔与B塔,将进口碳分子筛填装进塔内(为提高碳分子筛装填的均匀性可以选用伸展扭转式振动填充方式进行操作)。清洁的压缩空气要先从A塔入口端在碳分子筛的作用下流向出口端,这个时候被其吸附的主要成分有氧气、二氧化碳及水,在吸附塔出口端流出的只有产品氮气。经过时间的不断推移,当A塔内的碳分子筛吸附达到饱和前将会出现自动吸附停止的现象,在B塔中流入清洁压缩空气在进行吸氧产氮,并进行A塔分子筛的再生。通过将吸附塔快速降低到常压脱附的氧气、二氧化碳就水来实现分子筛的再生。在进行A、B塔交替吸附塔再生时,不仅可以促使氧氮分离的完成,还可以不断产生氮气。 氧氮缓冲系统 氧氮缓冲系统组件主要的构成成份有氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀、放空部件等,氮气缓冲罐主要是将氮氧分离系统中分离出来的氮气压力及纯度进行均衡作用,确保氮气的稳定性并保障连续供给。与此同时,在进行吸附塔切换工作之后,将自身的一些气体进行吸附塔回充作业,这种方式可以有效起到提升吸附塔压力的作用,还能起到对床层的有效保护,在空气分离设备工作时还能起到极大的保护作用。最后进行再次过滤,主要采用精密过滤器进行工作,这样可以最大限度地确保氮气的质量。 作为一种传统的制氮方式,深冷空气分离制氮已经有几十年的发展历程。这种方式主要以空气作为原料,为使空气液化变为液体空气,必须进行严格的压缩、净化,并进行热交换。液体空气主要构成的混合物分两部分组成:液态氧气与液态氮气,通过两者不同的沸点进行液态空气的精馏,将两者进行有效分离并获取氮气。在整个工作操作中深冷空气分离制氮设备及过程十分繁杂,需要占用大范围的土地面积,基础建设成本很高,气体产生的速度很慢,在安装过程中,具有较高要求及较长工作周期。对深冷空气分离设备、安装与基层建筑等方面的因素进行综合分析,当设备低于3 500 N m3/h时,规格一样的PSA装置与深冷空气分离装置在成本投资方面相比,要低出20%~50%之间。在经济适应方面,深冷空气分离制氮装置并不适应中、小规模的工业制氮,主要适应于规模较大的工业制氮。 4 结 语 综上所述,随着科学技术水平的不断提升,我国空气分离设备及技术越来越向大型化、专业化、规模化的发展趋势迈进。深冷技术作为空气分离最重要的分离技术,在确保企业利益最大化的基础上,将深冷技术的能耗量进行有效降低,是空气分离工作的主要任务。 参考文献: [1] 叶必楠.杭氧应用新技术开发系列新产品[J].深冷技术,1996,(4). [2] 姜润民.空气分离设备及低温液化设备的模块化设计和制造[J].深冷技术,1997,(4). [3] Helmut Springmann,毛捷.空气分离设备的现状和展望[J].深冷技术,1974,(3). 看了“空气分离技术论文”的人还看: 1. 化工分离技术论文 2. 大气污染控制技术论文 3. 化工企业技术论文3000字 4. 化工分离技术论文(2) 5. 金属技术论文2000字

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