Что такое датчик температуры поверхности?

Что такое датчик температуры поверхности?

Датчик температуры поверхности — это устройство, предназначенное для измерения температуры поверхности объекта.

Существует два типа: контактный тип, который измеряет путем физического контакта с объектом, и бесконтактный тип, который измеряет без физического контакта. Эти датчики находят применение в различных областях.

Применение датчиков температуры поверхности

Применение датчиков температуры поверхности различается в зависимости от того, являются ли они контактными или бесконтактными.

1. Датчик температуры поверхности контактного типа

Термопары, представительный тип контактных датчиков температуры поверхности, в основном используются в исследованиях и испытаниях, а также в качестве встроенных датчиков в оборудовании, машинах и производственных линиях. Другим распространенным контактным датчиком температуры поверхности является «термистор», широко используемый в электроприборах, таких как холодильники и кондиционеры, что делает его одним из наиболее широко используемых датчиков температуры поверхности в массовом производстве.

2. Бесконтактный датчик температуры поверхности

Типичный бесконтактный датчик температуры поверхности определяет количество инфракрасного излучения, испускаемого объектом, для измерения температуры без прямого контакта.

Принцип работы датчиков температуры поверхности

Здесь мы объясняем принципы работы контактных датчиков температуры поверхности с использованием «термопары» и «термистора», а также бесконтактных датчиков температуры поверхности с использованием «инфракрасных датчиков обнаружения».

1. Датчик температуры поверхности с использованием термопары

Термопара — это датчик температуры, изготовленный из двух разных металлических проводников. Он работает на основе явления, что когда оба конца проводников соединены в замкнутую цепь и к точкам контакта прикладываются разные температуры, между металлами генерируется напряжение. Другими словами, датчики температуры, использующие термопары, определяют температуру, преобразуя генерируемое напряжение в температуру. Этот метод выгоден своим быстрым откликом, экономической эффективностью и широким диапазоном измерения температур.

2. Датчик температуры поверхности с использованием термистора

Датчики температуры поверхности, использующие термисторы, полагаются на свойство элемента термистора, сопротивление которого изменяется с температурой. Температура измеряется путем контроля сопротивления и преобразования его в значения температуры.

3. Датчик температуры поверхности, использующий «инфракрасный датчик обнаружения»

Бесконтактные датчики температуры поверхности, использующие «инфракрасные датчики обнаружения», обнаруживают инфракрасное излучение, испускаемое объектом, для измерения температуры. Эти датчики обычно используются для измерения температуры человеческого тела и других приложений, где требуется бесконтактное измерение температуры.

Дополнительная информация о датчиках температуры поверхности

1. Срок службы контактных датчиков температуры поверхности (термопары)

Контактные датчики температуры поверхности, как и термопары, имеют ограниченный срок службы. Непрерывное использование без осознания этого ограничения может привести к неточным показаниям температуры поверхности. Срок службы термопары зависит от температуры, атмосферы и типа металла.

Например, в окислительной атмосфере ниже комнатной температуры термопара из драгоценного металла, подверженная коррозии и ржавчине, может прослужить около 2000 часов, в то время как более прочная термопара из базового металла может прослужить около 10 000 часов. Однако при эксплуатации на верхнем пределе температуры каждого металла их срок службы значительно короче и составляет от 50 до 250 часов.

Особое внимание необходимо уделять использованию термопар в датчиках температуры поверхности для электроприборов и промышленных продуктов. Например, в печи или обжиговой печи, если термопара изнашивается и ошибочно определяет более низкую температуру, это может привести к ненужным расходам, поскольку для повышения температуры сжигаются газ или другие вещества. Кроме того, термопары менее точны при чрезвычайно высоких температурах, что требует периодического обслуживания и замены.

2. Типы бесконтактных датчиков температуры поверхности

Бесконтактные датчики температуры поверхности делятся на два типа:

• Бесконтактные термометры: используются для измерения температуры тела человека и других целей.
• Инфракрасные датчики температуры: используются для измерения температуры объектов, приближение к которым опасно из-за высоких температур или которые находятся в движении.

Бесконтактные датчики температуры поверхности измеряют температуру, оценивая интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого объектом. Они бесценны в промышленных приложениях благодаря своей быстрой реакции и возможности мгновенного измерения температуры.

Однако важно отметить, что существует разница в чувствительности между «бесконтактными термометрами» и «инфракрасными датчиками температуры» примерно в ±1°C, при этом «бесконтактные термометры» имеют относительно более низкую чувствительность. В результате температуру тела человека лучше всего измерять с помощью «бесконтактного термометра», который включает функции компенсации погрешности для учета изменений в структуре тела и влажности.

Тем не менее, эти бесконтактные датчики температуры поверхности имеют ограничения; они могут неточно измерять температуру материалов, которые не испускают инфракрасное излучение, таких как металлы. Кроме того, они могут испытывать трудности с предоставлением точных показаний во влажных средах, где водяной пар может поглощать испускаемое инфракрасное излучение, влияя на точность измерения на основе линз. В таких случаях рекомендуется регулярное техническое обслуживание. Однако, как упоминалось ранее, «бесконтактные термометры» оснащены функциями коррекции, позволяющими смягчить эти проблемы.