Az ipari automatizálás és a tárgyak internete technológiájának gyors fejlesztésével,hőmérsékleti érzékelők, mint a környezeti paraméterek érzékelésére szolgáló alapvető eszközök, továbbra is elmélyítik technológiai iterációjukat és piaci alkalmazásukat. A jelenlegi piacon négy fő típusú hőmérsékleti érzékelő van, mindegyiknek megvan a saját műszaki jellemzői és alkalmazás előnyei.
1. hőelem: Az ipari hőmérséklet mérésének sarokköve
A hőelemek mérik a hőmérsékletet a Seebeck -hatás alapján, és tükrözik a hőmérsékleti változásokat a két különböző fémvezetők érintkezésével képződő termoelektromos potenciálkülönbségen keresztül. Szerkezete egy termoelektródból, egy szigetelő hüvelyből és egy csomópontból áll, és támogatja a széles hőmérsékleti méréseket -200 ℃ és 2800 ℃ között. Az ipari forgatókönyvekben a hőelemeket széles körben használják az olvadt fémhőmérséklet mérésében és a magas hőmérsékletű kemencék monitorozásában az acélolvasztás, petrolkémiai anyagok stb. Mezőjein, egyszerű szerkezetük, gyors reakciójuk és magas hőmérsékleti ellenállásuk miatt. A tipikus alkalmazások, például a K -típusú hőelemek, ± 1,5 ℃ mérési pontosságot érhetnek el -200 ℃ és 1300 ℃ tartományban. Kimeneti hőelektromos potenciálja megközelítőleg lineáris a hőmérsékleten, és a hideg végkompenzációs technológia jelentősen javíthatja a mérési stabilitást.
2. Ellenállási hőmérséklet-detektor (RTD): A nagy pontosságú lineáris hőmérséklet-mérés modellje
Az RTD a hőmérséklet mérésére használja a fémek ellenállása és hőmérséklete, például platina, nikkel és réz közötti lineáris kapcsolatot. Közülük a platina -ellenállás (PT100/PT1000) lett az első választás olyan területeken, mint a meteorológiai megfigyelés és az orvosi berendezések, kiváló stabilitása és felcserélhetősége miatt. Például a PT100 -at véve, ellenállása 100 ω 0 ℃ -nél, és az ellenállás 0,385Ω -rel változik minden 1 ℃ hőmérsékleti változásnál. Az állandó áramforrás -gerjesztés és a négy vezetékes mérés révén a huzalállósági hiba kiküszöbölhető, és a mérési pontosság ± 0,1 ℃ -t lehet elérni -200 ℃ -850 ℃ tartományban. A biofarmakoniparban az RTD-t használják olyan hőmérsékleten, hogy a berendezések, például a fermenterek és a sterilizátorok zárt hurkú vezérlése legyen a termelési paraméterek pontosságának és stabilitásának biztosítása érdekében.
3. Termisztor: egyensúly az érzékeny válasz és a költségoptimalizálás között
A termisztorokat pozitív hőmérsékleti együtthatóra (PTC) és a negatív hőmérsékleti együtthatóra (NTC) osztják a félvezető anyagok ellenállás-hőmérsékleti tulajdonságai alapján. Az NTC termisztorok nagy érzékenységi hőmérsékleti mérést érhetnek el -50 ℃ és 300 ℃ tartományban, mivel az ellenállás a hőmérséklet növekedésével csökken. A tipikus alkalmazások közé tartozik a fogyasztói elektronikus termékek és az autóipari akkumulátorkezelő rendszerek túlmelegedése. Az ellenállás-hőmérséklet-görbe nemlineáris, és a Steinhart-Hart egyenletnek ki kell javítani. A PTC termisztorokat széles körben használják az energiat adapterekben, a motoros meghajtókban és más forgatókönyvekben, túlságosan értékelési tulajdonságaik miatt. Ha a hőmérséklet meghaladja a küszöböt, az ellenállás hirtelen emelkedik, és az áramkör levágódik a biztonsági védelem elérése érdekében.
4. Integrált áramkör (IC) hőmérséklet -érzékelő: a miniatürizáció és az intelligencia fúziója
IChőmérsékleti érzékelőkIntegrálja a hőmérséklet-érzékeny elemeket és a jelfeldolgozó áramköröket egyetlen chipbe, és mérje meg a hőmérsékletet a PN-csomópont feszültség-hőmérsékleti jellemzői révén. Az analóg kimeneti típusok (például a TMP36) 10 mV/℃ lineáris feszültségkimenetet biztosítanak -40 ℃ -125 ℃ tartományban, és a digitális kimeneti típusok (például a DS18B20) ± 0,5 ℃ digitális hőmérsékleti leolvasást érnek el egyetlen busz interfészen keresztül. Kis mérete és alacsony energiafogyasztása teszi a hordható eszközök és az IoT terminálok standard érzékelőjévé. Például a DS18B20 valós időben képes megfigyelni a környezeti hőmérsékletet az intelligens otthoni rendszerben, és feltöltheti az adatokat a felhőbe a ZigBee protokollon keresztül, támogatva a távirányítást és az energiafogyasztást.
A technológiai fejlődés és a piaci trendek
A MEMS technológia és az AI algoritmusok integrációjával a hőmérséklet -érzékelők a miniatürizálás és az intelligencia felé mozognak. A vékonyréteg-hőelemek és a Nano RTD technológiák áttörik a hagyományos érzékelők méretkorlátozásait, míg a gépi tanulási algoritmusok jelentősen javítják a mérési pontosságot azáltal, hogy kompenzálják a nemlineáris hibákat és sodródásokat. Az új energia járművek területén az integrált hőmérséklet-érzékelő tömbök valós időben figyelemmel kísérhetik az akkumulátor modulok hőmérsékletét, és ezredmásodás szintű választ érhetnek el a termálkezelő rendszerrel; Az orvosi egészség területén a rugalmas IC hőmérséklet-érzékelő foltok rögzíthetők az emberi test felületéhez, hogy folyamatos nem invazív hőmérséklet-megfigyelést érjenek el.
A jövőben az ipar 4.0 és a szén -semlegességi célok előmozdításával,hőmérsékleti érzékelőkkritikusabb szerepet játszik az intelligens gyártásban, az energiagazdálkodásban és más területeken. Az anyagi innováció, a folyamatfrissítések és az algoritmus optimalizálása továbbra is elősegíti az érzékelő teljesítményét, míg az 5G és az Edge számítástechnikai technológiák népszerűsítése felgyorsítja a valós idejű átvitelt és a hőmérsékleti adatok intelligens elemzését, szilárd támogatást nyújtva a különféle iparágak digitális átalakulásához.