参数检测方法和检测技术应用

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28工业生产
电熨斗、电冰箱、电饭煲、洗衣机、电暖壶、烘干机、 电烤箱、空调机、电热毯、热水器、热得快、电磁炉、 电子喷油嘴、空调机、发电机防热装置、电热座椅 流量计、风速表、真空计、浓度计、湿度计、空气传感 器、环境监测仪、 复印机、传真机、打印机、扫描仪 温室控制、人工气候箱、烘干系统、 体温计、人工透析、散热系统 电动机过热保护、
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热电偶温度计：基于塞贝克热电动势效应
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Fra Baidu bibliotek
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热敏电阻温度计：用电阻值随电阻体温度而 显著变化的半导体电阻制成的
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热敏电阻
材料：半导体 --- 半导体热电阻 分类：正温度系数热敏电阻(PTC)
负温度系数热敏电阻(NTC) 临界温度系数热敏电阻(CTR)
热敏电阻的应用
B
RT Ae T
非线性
非接触式测温：
任何物体，若其温度超过绝对零度，就会 以电磁波的形式向周围辐射能量。其中与物体 本身温度有关的传播热能的那部分辐射，称为 热辐射。而把能检测被测物体热辐射能量，进 而确定被测物体温度的仪表，通称为辐射式温 度计。
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辐射测温仪表主要组成
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光学高温计：将物体的光谱辐射亮度和标准光 源的光谱辐射亮度进行比较，来确定待测物体 的温度。
它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。它建于 热力学基础，体现出温度仅与热量有关而与测温物质的 任何物理性质无关的理想温标。
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3、测温方法
（1）接触式测温
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。
（2）非接触式测温 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。
状态量：
颜色、透明度、缺陷、表面质量（粗糙度、白 度、灰度）等。
电工量：
U、I、f、R、Z、E、B ……
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第二节 温度的检测
一、 概述 1、温度的概念
温度的宏观概念是建立在热平衡基础上的。任 意两个温度不同的物体，只要有温度差存在， 热量就会从高温物体向低温物体传递，直到两 物体温度相等，即达到热平衡为止。
机械量：
尺寸（长度、厚度、角度）、直线位移x（m）、角位移α、 速度、加速度a（ m/s2） 、转速n（r/min）、应变 ε （m/m ）、力矩T（Nm）、振动、噪声、质量（重量） m（kg、t）
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物体的性质和成分量：
空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、 浓度、液体的粘度、浊度等
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二、参数检测的一般方法
参数的检测是以自然规律为基础，利用 某些敏感元件特有的物理、化学和生物等效 应，把被测变量的变化转换为敏感元件某一 物理(化学)量的变化。
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光学法：利用光的发射、透射、折射、和 反射定律或性质进行检测
红外测温仪
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力学法：利用敏感元件把被测量转变成机 械位移、变形
弹簧秤
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接触式测温：
膨胀式温度计：测温敏感元件在受热后尺寸或 体积会发生变化，该变化与温度具有一定的函 数关系
玻璃液体温度计
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固体膨胀式温度计 双金属温度计
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压力式温度计：根据一定质量的液体、气体在 定容条件下其压力与温度呈确定函数关系的原 理制成的
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热电阻温度计：利用金属(包括合金)导体或金 属氧化物半导体做测温质，利用随温度而变化 的电阻值来进行测温的
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光电高温计：克服了光学高温计的主要缺点
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辐射式温度传感器 --- 红外测温传感器 红外辐射 --- 物体本身有一定的温度（电机/电器/火炉/冰块） 物体温度高 --- 红外辐射能多
特点：非接触测量，远距离/带电/不能直接接触 --- 不影响温度分布
33 速度快；灵敏度高；测量范围广(-10~1300C)；抗干扰
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2、常用温标：
1）摄氏温标 摄氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为0度，水沸点 为100度，中间等分为100格，每格为摄氏1度，符号为℃
2）华氏温标 华氏温标规定标准大气压下纯水的冰融点为32度，水沸 点为212度，中间等分180格，每格为华氏1度，符号为 ℉。
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3）热力学温标 以热力学第二定律为基础的一种理论温标，已被国际计 量大会采纳作为国际统一的基本温标。 （ K ）
温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表 示。分子运动愈激烈其温度表现越高。
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温度的测量：
当两个物体达到热平衡时，便可以从一 个物体的温度得知另一个物体的温度，这就 是测温的依据。对于既知的一个物体的某个 性质或状态随温度变化的确定关系，就可以 以温度来度量其性质或状态的变化情况，这 就是设计与制作温度计的数学物理基础。
热学法：根据被测介质的热物理量(参数)的 差异以及热平衡原理进行参数的检测
热线风速仪
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电学法：利用敏感元件把被测变量转换成 电压、电阻、电容等电学量
电子体温计用 NTC热敏电阻
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声学法：利用超声波在介质中的传播以及 在介质间界面处的反射等性质进行参数的 检测 超声波流量计
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磁学法：利用被测介质有关磁性参数的差 异及被测介质或敏感元件在磁场中表现出 的特性，检测被测变量
电磁流量计
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射线法：放射线穿过介质时部分能量会被物 质吸收，吸收程度与射线所穿过的物质层厚 度、物质的密度等性质有关
X射线探伤
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三、常见的检测参数
热工量：
温度t（℃ 、K、℉ ） 压力（压强）p（Pa）、压差Δ p 、真空度、流量q（t、m
3 ）、流速v（m/s）、物位、液位h（m）
参数检测方法和检测技术应用
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简要介绍非电量参数检测方法及实现技术 如温度，压力、物位、流量、机械量、成分等
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第一节 概述
一、 参数检测的意义 参数检测是把反映生产过程状态的参数定
量化，并提供出对控制生产有效而适当的信息， 从而使生产管理、质量管理、原材料和能源消 耗等处于最佳化。如传统酿酒方法利用现代检 测实现的现代化。
第三节 压力的检测
一、 概述 1、基本概念
工程上把垂直均匀作用在单位面积上的力 称为压力，即物理学中定义的压强。（Pa）
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描述方法：
（1）绝对压力 作用与物体表面上的全部压力 （2）大气压力 地球表面上的空气柱重力所产生
的平均压力 （3）相对压力 绝对压力与大气压力之差 （4）差压 任意两个压力之差