摘 要:本文通过对电子产品温度测量的论述,进一步了解和认识热电偶测温和红外测温的机理和它们在实际应用中的方法及相关注意事项。
abstract:this article intended to promote understanding about theory of tempreature measurement of electronic products and discuss about method of measurement by thermocoupler and infrared,it also provided some attention related in application.
关键词: 电子产品 温度 测量 热电偶 红外
keyword: electronic product temperature measurement thermocoupler infrared
在电子产品设计定型时,需要分别在正常工作状态和模拟故障状态下对设备各个部分的温度进行测试,以防止表面温度过高伤害用户或内部温度超出材料件所能承受的温度限值而导致着火或绝缘失效引起触电危险,现在一般采用热电偶测量或外加红外测温监控的方式进行。
温度是表征热力学系统冷热程度的物理量,用数值表示叫温标,常用的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。温度会使物质的某些物理性质发生改变,如将两种不同的金属焊接到一个回路中,使它们处于两个不同的温度环境下,则回路中就会出现一个通常不为零的电动势,这个电动势称为温差电动势,产生这个温差电动势的金属回路称为热电偶。热电偶是把非电学量(温度)转化成电学量(电动势)来测量,用它来测量温度具有许多优点,如测温范围宽、灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏、受热点也可做得很小,因而对温度变化响应快,对测量对象的状态影响小,可以用于温度场的实时测量和监控。热电偶的温差电动势虽然主要取决于所选用的材料和两个接头的温度,但材料中所含的杂质和加工工艺过程也会对它产生一定的影响,因而,尽管都是由同样的两种材料组成的热电偶,它们的温差电动势与温度的关系却并不完全相同,所以对于每一支选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用环境、响应时间和经济效益来综合考虑,使用温度在1000~1300℃之间要求精度又比较高的可用s型热电偶和n型热电偶;在1000℃以下的一般用k型热电偶和n型热电偶;低于400℃的一般用e型热电偶;250℃下以及负温测量一般用t型电偶,在低温时t型热电偶稳定而且精度高;s型、b型、k型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用;j型和t型热电偶适合于弱氧化和还原气氛,有化学污染的环境要求有保护管;要求响应时间快又要求有一定的耐久性,选择铠装热电偶比较合适,焊好的热电偶都应先进行分度,即测定出温差电动势与温度间的确定关系,然后才能用它来测量温度,在一定条件下我们需要使用补偿导线,既在一定温度范围内具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线,用它们连接热电偶与测量装置,以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差,合金丝是构成补偿导线的导体,按使用温度分为一般用和耐热用;按热电特性的允差不同分为精密级和普通级,补偿导线分为延长型和补偿型两种,延长型的合金丝的名义化学成分及热电势标称值与配用热电偶丝相同,用字母“x”附加在热电偶分度号之后表示;补偿型的合金丝的名义化学成分与配用热电偶丝不同,但其热电势值在0~100℃或0~200℃时与配用热电偶丝标称值相同,用字母“c”附加在热电偶分度号之后表示,不同合金丝可应用于同种型号的热电偶,并用附加字母予以区别。在使用之前,应将热电偶的内部绝缘体从顶端向后剥约1.5mm,外部绝缘体则从顶端向后剥约15mm,顶端用单点焊接来连接,然后与要测量温度的地方相连,为了达到与被测点同样的温度,接点要与被测部件的表面紧密接触,现在一般通过胶合、焊接等方法固定,胶合法即将高龄粉和硅酸钠溶液以同等比例相混合再与氰丙烯酸酯胶合,在胶合前应固定热电偶的位置,对于焊接剂易于黏附的金属表面,采用焊接法在热传导性方面优于胶合法。
接下来谈谈红外测温技术,众所周知,太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成,使用分光棱镜就把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等单色光。英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,发现太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的“热线” 位于红色光外侧,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面,他把这种看不见的“热线”,叫做红外线,红外线的波长在0.76~100μm之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出红外线,物体的红外辐射能量











