有人設計了一種測溫裝置

㈦ 最早的測溫器設計是什麼樣的

在西漢時期，有人曾試圖製作一個測溫裝置。《淮南子•說山訓》記載：在瓶中盛了水回，當它結冰，可答以說明氣溫低，如其溶解為水，又可以說明氣溫之升高。這個觀測或許可以認為是一種關於測溫器的設想的萌芽。

真正稱得上溫度計的發明，是17世紀的事。1673年，北京的觀象台根據傳教士南懷仁的介紹，首次製成了空氣溫度計。但我國民間自製測溫器的不乏其人。

據清代初期文學家張潮編輯的短篇小說集《虞初新志》記載，清代初期的黃履庄曾發明一種「驗冷熱器」，即溫度計。

據記載，「此器能診試虛實，分別氣候，證諸葯之性情，其用甚廣，另有專書」。只是驗冷熱器的「專書」和實物都已失傳，人們難以判斷其具體原理和結構，估計是氣體溫度計之類的裝置。但它的結構與原理沒有被記錄下來，也可能是毛發式或天平式濕度計，但也有可能是氣壓計，因為空氣的濕度與氣壓的關系是十分密切的。清代光學家黃履也曾自製過「寒暑表」，據說頗具特色，但原始記載過於簡略，難知其詳。

㈧ 哪些公司有高爐用十字測溫系統

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十字測溫技術在武鋼雙鍾爐頂高爐上的應用

洛陽雷普機電設備有限公司 --十字測溫

高爐十字測溫式熱電偶-鋼鐵冶金行業專用熱電偶-江蘇環亞電熱儀表有限公司

參考資料"

KG型高爐十字測溫裝置簡介
一、 高爐十字測溫裝置概述
高爐十字測溫裝置以其准確性、數字化等特點，對了解爐頂料面煤氣分布、提高利用系數、降低焦比有極其重要的作用。但目前現有高爐十字測溫裝置設計不合理導致高爐操作者很難長期持續、准確的獲得冶煉信息，從而給生產帶來重要影響，甚至影響高爐的順行。因此，操作者們迫切希望改造、完善現有高爐十字測溫裝置。
二、 高爐十字測溫裝置現狀
目前全國各大鋼廠在使用的高爐十字測溫裝置主要分為兩大類：
1. 一類是無水類高爐十字測溫裝置。它採用鑄造復合管式結構，內部埋測溫用熱點偶。
2. 另一類為水冷高爐十字測溫裝置。本體內部通大量水以降低本體的溫度，從而保證設備能在超高溫的環境下使用，延長使用壽命。這種十字測溫裝置由鋼板焊接而成，其內部焊接夠成冷卻水箱。
綜合各種工況條件，目前兩種十字測溫裝置有水冷明顯優於無水冷，因為無水冷十字測溫裝置本體溫度較高，高溫下強度低，由於高溫煤氣和爐頂打水的交替作用下，十字測溫裝置在頻繁的急冷急熱環境下很快就會變形斷裂（如圖1），但水冷十字測溫裝置如果在設計上不合理，焊接質量不高，很容易出現漏水現象，一旦漏水將給高爐帶來很大的危害。

圖1（國內某廠家生產的無水冷十字測溫裝置斷裂）
現有水冷型十字測溫裝置容易上翹變形
由於在高爐生產過程中，經常會採用爐頂打水的方式來為高爐降溫，這樣將導致十字測溫裝置本體上下斷面溫差過大，從而使十字測溫裝置本體內產生大量熱應力，從而使十字測溫裝置上翹變形，甚至會碰到溜槽（如圖2）。
圖2（國內某廠家生產的水冷十字測溫裝置上翹變形）
現有水冷型十字測溫裝置容易漏水
①焊縫過長水箱共十條焊縫，每條長度在4-6米，焊接質量很難保證，任意一處焊接缺陷都會導致水箱漏水；②水箱斷面小，焊縫特別長。焊接過程中，長條狀水箱因受到大量熱量而彎曲變形。在矯正水箱的過程中，焊縫與鋼板之間必然會被拉出細小的裂縫，從而導致水箱漏水；③應力破壞。由於十字測溫裝置很長，焊接後不便於退火，焊接過程中產生的熱應力不便於消除；即使製造過程中消除了熱應力，但由於過多的焊縫在頻繁的急冷急熱環境中熱應力又會重新產生。水箱在熱應力和具有一定溫度的腐蝕介質的共同作用下，尤其是水箱的鋼板和焊縫之間產生應力腐蝕而導致破裂漏水（如圖3）。應力腐蝕現象較為復雜，當應力不存在時，腐蝕速度很慢，當有應力並到達一定水平後，金屬會在腐蝕並不嚴重的情況下發生破裂，這種破裂是脆性的，沒有明顯預兆；④水箱為矩形，冷確水在其四角處會產生滯流，容易出現局部沸騰，因此水箱角部常被燒漏。

圖3（國內某廠家生產的水冷十字測溫裝置被燒裂）
現有十字測溫裝置熱電偶不容易更換
由於現有十字測溫裝置熱電偶保護套管端部必須彎曲，才能使得熱電偶感應到高溫煤氣的溫度。在使用過程中，熱電偶很容易損壞，損壞後的熱電偶只能在高爐休風時將整根懸臂抽出高爐後才能更換熱電偶，而一旦結焦嚴重堵住熱電偶套管後，熱電偶將無法拔出或者將熱電偶拔斷在套管內，這樣即使十字測溫裝置不漏水，再裝上去也只是個擺設而已。
三、KG型高爐十字測溫裝置（如圖4）
綜合上述改造現有水冷十字測溫裝置，克服其易上翹變形、容易漏水及熱電偶不方便更換的缺陷，使其連續使用壽命倍增。KG型水冷十字測溫裝置在現有水冷十字測溫裝置的基礎上，保留了水冷功能，但結構上作了更加合理的設計。其優點：①熱電偶套管採用耐高溫合金管，前端完全密閉使熱電偶不直接與煤氣接觸，使熱電偶不易損壞，即便損壞也可以在高爐運行的情況下進行更換，不影響設備的正常使用及高爐的正常生產；②本體採用耐高溫不銹鋼流體管製造，僅前端進行焊接，實現了對水冷的可靠密封，只有少量焊縫使本體更穩定而不容易漏水；③十字測溫裝置斷面為圓形，這樣使冷卻水循環時沒有死角，大大提高了十字測溫裝置的冷卻效果，合理的設計就算高爐在出現管道及崩料的情況下，KG型高爐十字測溫裝置都能完全抗的住。綜上所述，KG型高爐十字測溫裝置是同類產品壽命的2倍以上。
圖4（我公司產KG型高爐十字測溫裝置）
熱電偶套管裸露在本體外被燒斷照片
熱電偶套管不暴露在外，避免熱電偶及熱電偶套管被燒壞

祝順利!有問題,請追問.有幫助,望採納.

㈨ 怎麼設計一個溫度感測器

集成溫度感測器AD590及其應用
摘 要:AD590是AD公司利用PN結構正向電流與溫度的關系製成的電流輸出型兩端溫度感測器,文中介紹了AD590的功能和特性,分析了AD590的工作原理,給出了採用AD590設計的...
www.bjx.com.cn/files/wx/gwdzyqj/2002-7/8.htm

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集成溫度感測器AD590及其應用
集成溫度感測器AD590及其應用
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主題: 有沒有數字電流表製作圖 ( 發布人:發布時間:2005-8-22 21:21:37 )
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集成溫度感測器AD590及其應用[
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溫度感測器，使用范圍廣，數量多，居各種感測器之首。溫度感測器的發展大致經歷了以下3個階段：
1.傳統的分立式溫度感測器（含敏感元件），主要是能夠進行非電量和電量之間轉換。2.模擬集成溫度感測器/控制器。
3.智能溫度感測器。目前，國際上新型溫度感測器正從模擬式想數字式、集成化向智能化及網路化的方向發展。
溫度感測器的分類
溫度感測器按感測器與被測介質的接觸方式可分為兩大類：一類是接觸式溫度感測器，一類是非接觸式溫度感測器。
接觸式溫度感測器的測溫元件與被測對象要有良好的熱接觸，通過熱傳導及對流原理達到熱平衡，這是的示值即為被測對象的溫度。這種測溫方法精度比較高，並可測量物體內部的溫度分布。但對於運動的、熱容量比較小的及對感溫元件有腐蝕作用的對象，這種方法將會產生很大的誤差。
非接觸測溫的測溫元件與被測對象互不接觸。常用的是輻射熱交換原理。此種測穩方法的主要特點是可測量運動狀態的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可測量溫度場的溫度分布，但受環境的影響比較大。
溫度感測器的發展
1.傳統的分立式溫度感測器——熱電偶感測器
熱電偶感測器是工業測量中應用最廣泛的一種溫度感測器，它與被測對象直接接觸，不受中間介質的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從-50~1600℃進行連續測量,特殊的熱電偶如金鐵——鎳鉻，最低可測到-269℃，鎢——錸最高可達2800℃。

2.模擬集成溫度感測器
集成感測器是採用硅半導體集成工藝製成的，因此亦稱硅感測器或單片集成溫度感測器。模擬集成溫度感測器是在20世紀80年代問世的，它將溫度感測器集成在一個晶元上、可完成溫度測量及模擬信號輸出等功能。
模擬集成溫度感測器的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。

2．1光纖感測器

光纖式測溫原理
光纖測溫技術可分為兩類:一是利用輻射式測量原理,光纖作為傳輸光通量的導體,配合光敏元件構成結構型感測器;二是光纖本身就是感溫部件同時又是傳輸光通量的功能型感測器。光纖撓性好、透光譜段寬、傳輸損耗低,無論是就地使用或遠傳均十分方便而且光纖直徑小,可以單根、成束、Y型或陣列方式使用,結構布置簡單且體積小。因此,作為溫度計,適用的檢測對象幾乎無所不包,可用於其他溫度計難以應用的特殊場合,如密封、高電壓、強磁場、核輻射、嚴格防爆、防水、防腐、特小空間或特小工件等等。目前,光纖測溫技術主要有全輻射測溫法、單輻射測溫法、雙波長測溫法及多波長測溫等
2.1.1 全輻射測溫法
全輻射測溫法是測量全波段的輻射能量,由普朗克定律:

測量中由於周圍背景的輻射、測試距離、介質的吸收、發射及透過率等的變化都會嚴重影響准確度。同時輻射率也很難預知。但因該高溫計的結構簡單,使用操作方便,而且自動測量,測溫范圍寬,故在工業中一般作為固定目標的監控溫度裝置。該類光纖溫度計測量范圍一般在600～3000℃,最大誤差為16℃。
2.1.2 單輻射測溫法
由黑體輻射定律可知,物體在某溫度下的單色輻射度是溫度的單值函數,而且單色輻射度的增長速度較溫度升高快得多,可以通過對於單輻射亮度的測量獲得溫度信息。在常用溫度與波長范圍內,單色輻射亮度用維恩公式表示:

2.1.3 雙波長測溫法
雙波長測溫法是利用不同工作波長的兩路信號比值與溫度的單值關系確定物體溫度。兩路信號的比值由下式給出:

際應用時,測得R(T)後,通過查表獲知溫度T。同時,恰當地選擇λ1和λ2,使被測物體在這兩特定波段內,ε(λ1,T)與ε(λ2,T)近似相等,就可得到與輻射率無關的目標真實溫度。這種方法響應快,不受電磁感應影響,抗干擾能力強。特別在有灰塵,煙霧等惡劣環境下,對目標不充滿視場的運動或振動物體測溫,優越性顯著。但是,由於它假設兩波段的發射率相等,這只有灰體才滿足,因此在實際應用中受到了限制。該類儀器測溫范圍一般在600～3000℃,准確度可達2℃。

2.1.4 多波長輻射測溫法
多波長輻射測溫法是利用目標的多光譜輻射測量信息,經過數據處理得到真溫和材料光譜發射率。考慮到多波長高溫計有n個通道,其中第i個通道的輸出信號Si可表示為:

將式(9)～(13)中的任何一式與式(8)聯合,便可通過擬合或解方程的方法求得溫度T和光譜發射率。Coates[8,9]在1988年討論了式(9)、(10)假設下多波長高溫計數據擬合方法和精度問題。1991年Mansoor[10]等總結了多波長高溫計數據擬合方法和精度問題。 該方法有很高的精度,目前歐共體及美國聯合課題組的Hiernaut等人已研究出亞毫米級的6波長高溫計(圖4),用於2000～5000K真溫的測量[11]。哈爾濱工業大學研製成了棱鏡分光的35波長高溫計,並用於燒蝕材料的真溫測量。多波長高溫計在輻射真溫測量中已顯出很大潛力,在高溫,甚高溫,特別是瞬變高溫對象的真溫測量方面,多波長高溫計量是很有前途的儀器。該類儀器測溫范圍廣,可用於600～5000℃溫度區真溫的測量,准確度可達±1%。

2.1.5 結 論
光纖技術的發展,為非接觸式測溫在生產中的應用提供了非常有利的條件。光纖測溫技術解決了許多熱電偶和常規紅外測溫儀無法解決的問題。而在高溫領域,光纖測溫技術越來越顯示出強大的生命力。全輻射測溫法是測量全波段的輻射能量而得到溫度,周圍背景的輻射、介質吸收率的變化和輻射率εT的預測都會給測量帶來困難,因此難於實現較高的精度。單輻射測溫法所選波段越窄越好,可是帶寬過窄會使探測器接收的能量變得太小,從而影響其測量准確度。多波長輻射測溫法是一種很精確的方法,但工藝比較復雜,且造價高,推廣應用有一定困難。雙波長測溫法採用波長窄帶比較技術,克服了上述方法的諸多不足,在非常惡劣的條件下,如有煙霧、灰塵、蒸汽和顆粒的環境中,目標表面發射率變化的條件下,仍可獲得較高的精度
2.2半導體吸收式光纖溫度感測器是一種傳光型光纖溫度感測器。所謂傳光型光纖溫度感測器是指在光纖感測系統中，光纖僅作為光波的傳輸通路，而利用其它如光學式或機械式的敏感元件來感受被測溫度的變化。這種類型主要使用數值孔徑和芯徑大的階躍型多模光纖。由於它利用光纖來傳輸信號，因此它也具有光纖感測器的電絕緣、抗電磁干擾和安全防爆等優點，適用於傳統感測器所不能勝任的測量場所。在這類感測器中，半導體吸收式光纖溫度感測器是研究得比較深入的一種。
半導體吸收式光纖溫度感測器由一個半導體吸收器、光纖、光發射器和包括光探測器的信號處理系統等組成。它體積小，靈敏度高，工作可靠，容易製作，而且沒有雜散光損耗。因此應用於象高壓電力裝置中的溫度測量等一些特別場合中，是十分有價值的。
B 半導體吸收式光纖溫度感測器的測溫原理
半導體吸收式光纖溫度感測器是利用了半導體材料的吸收光譜隨溫度變化的特性實現的。根據 的研究，在 20~972K 溫度范圍內，半導體的禁帶寬度能量Eg 與
溫度T 的關系為
"

3.智能溫度感測器
智能溫度感測器(亦稱數字溫度感測器）是在20世紀90年代中期問世的。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術（ATE_）的結晶。目前，國際上已開發出多種智能溫度感測器系列產品。智能溫度感測器內部包含溫度感測器、A/D感測器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和介面電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。
智能溫度感測器能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），並且可通過軟體來實現測試功能，即智能化取決於軟體的開發水平。

3.1數字溫度感測器。
隨著科學技術的不斷進步與發展，溫度感測器的種類日益繁多，數字溫度感測器更因適用於各種微處理器介面組成的自動溫度控制系統具有可以克服模擬感測器與微處理器介面時需要信號調理電路和A/D轉換器的弊端等優點，被廣泛應用於工業控制、電子測溫計、醫療儀器等各種溫度控制系統中。其中，比較有代表性的數字溫度感測器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
一、DS1722的工作原理
1 、DS1722的主要特點
DS1722是一種低價位、低功耗的三匯流排式數字溫度感測器，其主要特點如表1所示。
2、DS1722的內部結構
數字溫度感測器DS1722有8管腳m-SOP封裝和8管腳SOIC封裝兩種，其引腳排列如圖1所示。它由四個主要部分組成：精密溫度感測器、模數轉換器、SPI/三線介面電子器件和數據寄存器，其內部結構如圖2所示。

開始供電時，DS1722處於能量關閉狀態，供電之後用戶通過改變寄存器解析度使其處於連續轉換溫度模式或者單一轉換模式。在連續轉換模式下，DS1722連續轉換溫度並將結果存於溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內容不影響其溫度轉換；在單一轉換模式，DS1722執行一次溫度轉換，結果存於溫度寄存器中，然後回到關閉模式，這種轉換模式適用於對溫度敏感的應用場合。在應用中，用戶可以通過程序設置解析度寄存器來實現不同的溫度解析度，其解析度有8位、9位、10位、11位或12位五種，對應溫度解析度分別為1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，溫度轉換結果的默認解析度為9位。DS1722有摩托羅拉串列介面和標准三線介面兩種通信介面，用戶可以通過SERMODE管腳選擇通信標准。
3、DS1722溫度操作方法
感測器DS1722將溫度轉換成數字量後以二進制的補碼格式存儲於溫度寄存器中，通過SPI或者三線介面，溫度寄存器中地址01H和02H中的數據可以被讀出。輸出數據的地址如表2所示，輸出數據的二進制形式與十六進制形式的精確關系如表3所示。在表3中，假定DS1722 配置為12位解析度。數據通過數字介面連續傳送，MSB（最高有效位）首先通過SPI傳輸，LSB（最低有效位）首先通過三線傳輸。
4、DS1722的工作程序
DS1722的所有的工作程序由SPI介面或者三匯流排通信介面通過選擇狀態寄存器位置適合的地址來完成。表4為寄存器的地址表格，說明了DS1722兩個寄存器（狀態和溫度）的地址。
1SHOT是單步溫度轉換位，SD是關閉斷路位。如果SD位為「1」，則不進行連續溫度轉換，1SHOT位寫入「1」時，DS1722執行一次溫度轉換並且把結果存在溫度寄存器的地址位01h(LSB)和02h(MSB)中，完成溫度轉換後1SHOT自動清「0」。如果SD位是「0」，則進入連續轉換模式，DS1722將連續執行溫度轉換並且將全部的結果存入溫度寄存器中。雖然寫到1SHOT位的數據被忽略，但是用戶還是對這一位有讀/寫訪問許可權。如果把SD改為「1」，進行中的轉換將繼續進行直至完成並且存儲結果，然後裝置將進入低功率關閉模式。
感測器上電時默認1SHOT位為「0」。R0，R1，R2為溫度解析度位，如表5所示（x=任意值）。用戶可以讀寫訪問R2，R1和R0位，上電默認狀態時R2=「0」，R1=「0」，R0=「1」（9位轉換）。此時，通信口保持有效，用戶對SD位有讀/寫訪問許可權，並且其默認值是「1」（關閉模式）。
二、智能溫度感測器DS18B20的原理與應用
DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之後最新推出的一種改進型智能溫度感測器。與傳統的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度並且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。可以分別在93.75 ms和750 ms內完成9位和12位的數字量，並且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線（單線介面）讀寫,溫度變換功率來源於數據匯流排，匯流排本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統結構更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、解析度等方面較DS1820有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。
2DS18B20的內部結構
DS18B20採用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝，其內部結構框圖如圖1所示。

(1) 64 b閃速ROM的結構如下：

㈩ 右圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖，玻璃細管的上端與導熱良好的大玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡