热效应测定国内外研究现状
时间:2017-02-09 20:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 温度是确定物质状态最重要的参数之一，同时物质的温度变化也是外界热效应作用的直接结果。温度测量与控制在国防、军事、科学实验及工农业生产中具有十分重要的作用，特别是高温测量在航天、材料、能源、冶金等领域中占有极重要地位。5654 北京卫星环境工程研究所的魏跃良、高峰进行了热真空试验温度测试技术的研究，介绍了当前热真空试验中温度测量的技术现状，分析了热电偶传感器温度测量的优缺点，针对当前航天器试验的要求，介绍了两种新型温度测试技术以及在热真空试验中的应用方案[2~5]。 传统的温度测量系统由热偶传感器、数据采集转换模块及计算机组成，其中关键部件是热电偶传感器。温度测量的准确度、响应速度等均由其决定。 热电偶传感器是根据塞贝克效应制成的，它由两种不同的导体组成一个回路，其两端连接，当两结结处温度不同——一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO称为参考端或冷端；在回路中就会产生电流，即回路中存在热电动势△U, △U与△T成正比关系；由此可计算出热端温度。 热电偶传感器具有以下特点： （1）稳定性。热电偶的热电特性随时用时间变化小。 （2）接触式测温方式。热电偶测温时与被测件接触，工作端贴在被测试件上，热平衡后，工作端温度即试件温度。 （3）单点测温。热电偶传感器它只能测试一个点的温度；当使用多个传感器时，可以测量多点温度。 （4）结构简单。 热电偶传感器的不足之处有： （1）热惰性。当被测物体从一个温度迁升到另一温度时，热电偶传感器测量时间为温度迁升时间的63.2%。 （2）参考端需要恒定温度。参考端的恒温方式有两种:一种是将冷端放入冰水混合物中；另一种方式是使用铂电阻块。 （3）补偿导线。由于热电偶价格较高，在使用过程中往往使用导线代替热电偶;使用补偿导线时，要保持导线温度一致。 （4）不均匀性。热电极的不均匀性会影响热电偶的稳定性与互换性。不均匀性主要影响因素有材料的均匀性，制作工艺，接触点的应力分布等。 随着时代发展，人们对温度测量的要求也提高，不仅限于一点的温度，而是更多关注多点、多面，甚至整个个体的温度分布情况。新型温度传感器测试技术根据此要求发展，如光纤式温度分布测量装置和红外辐射温度传感器。 光纤式温度分布测量装置采用光线传感器原理，通过将激光脉冲射到光纤中，依据到达各处返回的散射光中斯托克及反斯托克光之比，求其温度。温度测量系统由光纤温度传感器、激光脉冲发生器、温度采集及转换模块、计算机组成。工作时，传感器采集被测试件温度，由转换模块将信号转换成为计算机可识别信号，最后由程序处理将温度曲线及数据显示在计算机屏幕上。 红外辐射温度传感器的工作原理基于普朗克辐射定律，理论和试验研究表明，任何温度高于绝对零度的物体都在不停的向外发出红外辐射。热辐射的分光辐射辉度 可用普朗克辐射定律表示： 式中C1C2为普朗克第一、第二常数，（ ， ）T为热力学温度（K），λ为波长（μm）在热辐射分布所有波长上对上式积分，由斯蒂芬一玻尔兹曼定律得： 为斯蒂芬一玻尔兹曼常数由上式通过对物体辐射能量的测量，可以计算出物体温度。根据光电效应，物体红外辐射经光学机构聚焦照射到光敏电阻，光敏电阻将光信号转变为电信号，处理后得出温度值。 红外辐射温度传感器的特点是灵敏度高、反应速度快、非接触测量、采用红外成 像系统可以测量物体多个面的温度分布。 (责任编辑：qin) |