Główne klasyfikacje czujników temperatury

Jan 07, 2026 Zostaw wiadomość

Typ styku: Kontaktowe czujniki temperatury zapewniają dobry kontakt pomiędzy częścią czujnikową a mierzonym obiektem i nazywane są także termometrami.

 

Termometry osiągają równowagę termiczną poprzez przewodzenie lub konwekcję, dzięki czemu odczyt termometru bezpośrednio odzwierciedla temperaturę mierzonego obiektu. Zwykle charakteryzują się dużą dokładnością pomiaru. W pewnym zakresie temperatur termometry mogą również mierzyć wewnętrzny rozkład temperatury obiektu. Mogą jednak powodować znaczne błędy pomiarowe w przypadku poruszających się obiektów, małych obiektów lub obiektów o bardzo małej pojemności cieplnej. Do powszechnie stosowanych termometrów należą termometry bimetaliczne, szklane termometry do cieczy, termometry ciśnieniowe, termometry oporowe, termistory i termopary. Są szeroko stosowane w przemyśle, rolnictwie, handlu i innych sektorach. Ludzie często używają tych termometrów w życiu codziennym. Wraz z powszechnym zastosowaniem technologii kriogenicznej w inżynierii obronnej, technologii kosmicznej, metalurgii, elektronice, przemyśle spożywczym, medycynie i przemyśle petrochemicznym oraz w wyniku badań nad technologią nadprzewodnictwa, opracowano termometry kriogeniczne do pomiaru temperatur poniżej 120 K, takie jak kriogeniczne termometry gazowe, termometry prężności pary, termometry akustyczne, paramagnetyczne termometry solne, termometry kwantowe, kriogeniczne termometry oporowe i kriogeniczne termopary. Termometry-niskotemperaturowe wymagają elementów czujnikowych o małych rozmiarach, bardzo dokładnych, powtarzalnych i stabilnych. Termometry oporowe z nawęglanego szkła, wytwarzane przez nawęglanie i spiekanie porowatego szkła wysoko-krzemionkowego, to jeden z typów elementów czujnikowych w termometrach niskotemperaturowych{{12}i mogą być używane do pomiaru temperatur w zakresie 1,6–300 K.

 

Termometry bezdotykowe, zwane także-przyrządami do bezdotykowego pomiaru temperatury, mają elementy czujnikowe, które nie stykają się z mierzonym obiektem. Przyrządów tych można używać do pomiaru temperatury powierzchni poruszających się obiektów, małych celów i obiektów o małej pojemności cieplnej lub szybko zmieniających się (przejściowych) temperaturach. Można ich również używać do pomiaru rozkładu temperatury w polu temperatury.

 

Najczęściej używane-bezdotykowe przyrządy do pomiaru temperatury opierają się na podstawowym prawie promieniowania ciała doskonale czarnego i nazywane są termometrami radiacyjnymi. Termometria radiacyjna obejmuje metodę luminancji (patrz pirometr optyczny), metodę promieniowania (patrz pirometr radiacyjny) i metodę kolorymetryczną (patrz termometr kolorymetryczny). Każda metoda termometrii radiacyjnej może mierzyć jedynie odpowiednią temperaturę fotometryczną, temperaturę promieniowania lub temperaturę kolorymetryczną. Tylko temperatura zmierzona dla ciała doskonale czarnego (obiektu, który pochłania całe promieniowanie i nie odbija światła) jest prawdziwą temperaturą. Aby określić rzeczywistą temperaturę obiektu, należy wprowadzić poprawki na emisyjność powierzchni materiału. Emisyjność powierzchni materiału zależy nie tylko od temperatury i długości fali, ale także od stanu powierzchni, powłoki i mikrostruktury, co utrudnia dokładny pomiar. W zautomatyzowanej produkcji termometria radiacyjna jest często wykorzystywana do pomiaru lub kontroli temperatury powierzchni niektórych obiektów, takiej jak temperatura walcowania stalowych taśm, rolek, odkuwek oraz temperatury różnych stopionych metali w piecach lub tyglach w metalurgii. W tych konkretnych przypadkach pomiar emisyjności powierzchni jest dość trudny. Do automatycznego pomiaru i kontroli temperatury powierzchni ciała stałego można zastosować dodatkowy reflektor, który tworzy wnękę ciała doskonale czarnego z mierzoną powierzchnią. Efekt dodatkowego promieniowania zwiększa efektywne promieniowanie i efektywną emisyjność mierzonej powierzchni. Wykorzystując efektywną emisyjność do korekcji zmierzonej temperatury za pomocą instrumentu, można uzyskać rzeczywistą temperaturę mierzonej powierzchni. Najbardziej typowym odbłyśnikiem dodatkowym jest odbłyśnik półkulisty. Rozproszone promieniowanie z powierzchni w pobliżu środka kuli jest odbijane z powrotem na powierzchnię przez półkuliste zwierciadło, tworząc dodatkowe promieniowanie i zwiększając w ten sposób efektywną emisyjność. We wzorze ε jest emisyjnością powierzchni materiału, a ρ jest współczynnikiem odbicia reflektora. Do pomiaru radiacyjnego rzeczywistej temperatury ośrodków gazowych i ciekłych można zastosować metodę polegającą na włożeniu rurki z materiału termoodpornego na określoną głębokość w celu utworzenia wnęki ciała doskonale czarnego. Obliczana jest efektywna emisyjność cylindrycznej wnęki po osiągnięciu równowagi termicznej z ośrodkiem. W automatycznych pomiarach i kontroli wartość ta może zostać wykorzystana do skorygowania zmierzonej temperatury dna komory (tj. temperatury medium) w celu uzyskania prawdziwej temperatury medium.

 

Zalety bezdotykowego pomiaru temperatury: górna granica pomiaru nie jest ograniczona rezystancją temperaturową elementu czujnikowego, dlatego w zasadzie nie ma ograniczenia co do najwyższej mierzalnej temperatury. W przypadku wysokich temperatur powyżej 1800 stopni stosuje się głównie-bezdotykowe metody pomiaru temperatury. Wraz z rozwojem technologii podczerwieni, termometria radiacyjna stopniowo rozszerzyła się ze światła widzialnego na światło podczerwone i jest obecnie stosowana w temperaturach poniżej 700 stopni aż do temperatury pokojowej, z bardzo wysoką rozdzielczością.

Wyślij zapytanie