Разделы сайта

Обоснование выбора оптических методов измерения температуры в условиях воздействия сильных электромагнитных полей

В настоящее время существуют различные методы измерения температуры, которые достаточно широко освещены в литературе, например в [12, 13]. Температуру измеряют с помощью устройств, использующих различные свойства жидкостей, газов и твердых тел. В табл. 1.1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения. Анализ отечественных и зарубежных публикаций о методах измерения температуры в устройствах в присутствии сильных электромагнитных полей показал, что существующие неоптические методы не позволяют проводить измерение температуры непосредственно сред, подвергаемых нагреву при воздействии сильных электромагнитных полей. Например, разработанные фирмой Samsung температурные датчики для бытовых микроволновых печей [14] на основе термоэлектрических эффектов не регистрируют процесс нагрева продуктов в рабочей камере печи, а лишь сигнализируют о перегреве элементов конструкции посредством контроля температуры в отсеке воздухообмена печи. В условиях присутствия сильных электромагнитных полей, в том числе и полей СВЧ диапазона, в традиционных устройствах для измерения температуры на основе термопар, термисторов, терморезисторов и других используются сложные системы экранирования [15 - 17]. Основными причинами необходимости экранирования являются следующие: нагревание металлических компонентов в высокочастотных электромагнитных полях, опасность появления кратковременных высоковольтных разрядов, а также опасность попадания искры через металлические провода на легковоспламеняющиеся и взрывоопасные среды. Кроме того, металлические провода сами влияют на нагрев среды. Так при СВЧ нагревании поля могут переотражаться проводами, что вызывает перераспределение теплового поля. Кроме того, вследствие высокой теплопроводности, металлические провода в точках измерения создают значительное изменение температуры, что приводит к искажению данных измерения.

Способ измерения распределения теплового поля нагрева электромагнитными полями СВЧ диапазона без необходимости экранирования описан в [18]. Предлагается использовать систему преобразователей в виде матрицы М х N термочувствительных непроводящих элементов из материала с углеродными добавками, размещенными на диэлектрическом основании. Данную матрицу после СВЧ нагрева вынимают из СВЧ камеры, помещают в термостат и совмещают с матрицей полупроводниковых термодатчиков, идентичной матрице термочувствительных непроводящих элементов, измеряют напряжения на выходах полупроводниковых термодатчиков, пропорциональные температурам термочувствительных непроводящих элементов. Такая система не обеспечивает регистрацию температуры в процессе технологического цикла в режиме реального времени.

Решением проблем, связанных с возникновением помех и наводок из-за присутствия металлических компонентов в традиционных температурных датчиках при нагревании в сильных электромагнитных полях может стать применение измерительных устройств на основе, оптических методов измерения температуры. Требования проведения дистанционных измерений могут быть выполнены при построении методов измерения с использованием волоконно-оптических линий.

Таб. 1.1

Устройства для промышленных измерений температур

Термометрическое свойство

Наименование устройства

Диапазон измеряемых температур, °С

Возможность применения в условиях воздействия сильных электромагнитных полей

Нижний предел

Верхний предел

Тепловое расширение

Жидкостные стеклянные термометры

-200

1200

+

Изменение давления

Манометрические термометры

-160

600

-

Изменение электрического сопротивления

Электрические термометры сопротивления

-200

500

-

Полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы, терморезисторы)

-90

180

-

Термоэлектрические эффект(термо-э.д.с.)

Термоэлектрические термометры (термопары) стандартизованные

-50

1600

-

Термоэлектрические термометры (термопары) специальные

1300

2500

-

Тепловое излучение

Пирометры (оптические, радиационные, фотоэлектрические, цветовые)

600

6000

+

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Логический синтез цифровых устройств
.1. Объект представляет собой техническое устройство, в которое поступают различные детали. Имеются 5 датчиков, которые определяют соответствие деталей ("да"-"нет") некоторым параметрам (размер, форма, цвет, конфигурация и т.п.). В зависимости от комбинации сигналов датчиков f(X5,X4,X3,X2,X1) детали сортируются и ...

www.techstages.ru : Все права защищены! 2019