坚固而可靠的温度感测装置
2008/4/3 11:50:15
（提供： ABB(中国)有限公司仪表产品部 ）
监测与控制关键流程参数（如压力、温度、液位及流量），可以优化工厂的绩效。随着自动化水平的提高，客户需要测量仪器具有更强大的功能、更高的可靠性以及精度。关于重要参数的准确信息对于流程工程师十分重要，有助于他们做出正确决定，并实现安全的工作环境。这些要求同样适合所有测量指标中最为经典的一项–温度。
在不断变化的环境条件下准确地测量温度，这是工业测量专家所面临的最为严峻的挑战。例如，钢厂是非常经典的、近乎无法测量的情况。带材及棒材热轧厂中再热炉的背景温度可能会比测量对象高许多。炼钢流程（如镀锌层退火处理，在钢板上形成一个抗锈蚀层）中如缺少精密的温度测量，钢铁工业每年的损失将以百万美元计。
目前最为重要的趋势之一是从独立的机械式温度监视器转移到数字式网络化集成系统。机械式系统将继续用于电子系统无法工作的特殊应用，如极高的温度条件。不过，光学纤维、声学及振荡晶体技术的最新进展将推动新装置的开发，这些装置能够抵抗最为恶劣的环境，同时具有最高的测量精度。
用于温度测量的新老技术
温度是最常测量的环境物理量。这并不奇怪，因为它能影响大多数物理、化学、电子、机械与生物系统。某些流程仅在狭窄的温度范围内才能正常工作。在需要优化这些流程时，控制系统通过来自温度传感器的反馈而把温度保持在指定的极限内。
几种温度感测装置已得到广泛使用，例如电阻温度检测器（RTD）、热电偶、热敏电阻以及传感器集成电路（IC）。不过，非线性、不敏感性、自加热、长期稳定性不足、信号强度低以及对磁场的依赖等不利因素都会影响温度测定的精度。传统的测量技术至少具有其中的一项缺点。
更高的产品质量、更严格的环保规定、对生产率优化的更大需求都迫使工厂逼近最大极限。这反过来对所有传感器（包括温度）的精度和耐用性提出了挑战。
此外，ISO 9000所要求的强制性文献编制及可追溯性刺激了新材料的开发工作，并进一步提高了微系统技术。
新型传感器（光纤传感器、振荡晶体温度传感器和声学传感器）的使用目前仅限于特殊应用和实验室。对于工业用途，基于铂电阻温度计或热电偶的接触式温度计仍体现了耐用性、精度和经济性的最佳结合。
接触式温度计包含一个对温度敏感的元件，后者被集成在一个所谓的保护管中。它能保护传感器不受恶劣运行条件的影响，并使其不必中断流程便可更换。提供标准化保护管设计，用于不同的测量应用，如气体、蒸汽及液体。尽管用于严酷工业应用的测温元件外观相似，它们的长期稳定性和使用寿命实际上却有显著差异。组装、连接技术和材料品质的正确组合是实现温度测量精度和稳定性的关键。
变送器设计是温度测量技术领域中最为重大的创新。数字信号处理技术实现了故障补偿与自控功能，还能灵活地调整变送器，使其完成实际测量任务。
用回路供电的变送器模块（位于温度计的接线盒内）在世界各地得到使用，因为它能减少对电缆布线的要求，并且不易受到干扰的影响。目前，由于成本更低、更为强大的智能化HART转换器的出现，对流程工程中模拟仪器的需求正日渐减少。变送器可以与大多数常见的网络架构（如Foundation Fieldbus，PROFIBUS 及 HART）实现无缝对接。这给未来的温度测量技术带来了众多的诊断机会。1
1 温度变送器的演变
监测与控制关键流程参数（如压力、温度、液位及流量），可以优化工厂的绩效。随着自动化水平的提高，客户需要测量仪器具有更强大的功能、更高的可靠性以及精度。关于重要参数的准确信息对于流程工程师十分重要，有助于他们做出正确决定，并实现安全的工作环境。这些要求同样适合所有测量指标中最为经典的一项–温度。
在不断变化的环境条件下准确地测量温度，这是工业测量专家所面临的最为严峻的挑战。例如，钢厂是非常经典的、近乎无法测量的情况。带材及棒材热轧厂中再热炉的背景温度可能会比测量对象高许多。炼钢流程（如镀锌层退火处理，在钢板上形成一个抗锈蚀层）中如缺少精密的温度测量，钢铁工业每年的损失将以百万美元计。
目前最为重要的趋势之一是从独立的机械式温度监视器转移到数字式网络化集成系统。机械式系统将继续用于电子系统无法工作的特殊应用，如极高的温度条件。不过，光学纤维、声学及振荡晶体技术的最新进展将推动新装置的开发，这些装置能够抵抗最为恶劣的环境，同时具有最高的测量精度。
用于温度测量的新老技术
温度是最常测量的环境物理量。这并不奇怪，因为它能影响大多数物理、化学、电子、机械与生物系统。某些流程仅在狭窄的温度范围内才能正常工作。在需要优化这些流程时，控制系统通过来自温度传感器的反馈而把温度保持在指定的极限内。
几种温度感测装置已得到广泛使用，例如电阻温度检测器（RTD）、热电偶、热敏电阻以及传感器集成电路（IC）。不过，非线性、不敏感性、自加热、长期稳定性不足、信号强度低以及对磁场的依赖等不利因素都会影响温度测定的精度。传统的测量技术至少具有其中的一项缺点。
更高的产品质量、更严格的环保规定、对生产率优化的更大需求都迫使工厂逼近最大极限。这反过来对所有传感器（包括温度）的精度和耐用性提出了挑战。
此外，ISO 9000所要求的强制性文献编制及可追溯性刺激了新材料的开发工作，并进一步提高了微系统技术。
新型传感器（光纤传感器、振荡晶体温度传感器和声学传感器）的使用目前仅限于特殊应用和实验室。对于工业用途，基于铂电阻温度计或热电偶的接触式温度计仍体现了耐用性、精度和经济性的最佳结合。
接触式温度计包含一个对温度敏感的元件，后者被集成在一个所谓的保护管中。它能保护传感器不受恶劣运行条件的影响，并使其不必中断流程便可更换。提供标准化保护管设计，用于不同的测量应用，如气体、蒸汽及液体。尽管用于严酷工业应用的测温元件外观相似，它们的长期稳定性和使用寿命实际上却有显著差异。组装、连接技术和材料品质的正确组合是实现温度测量精度和稳定性的关键。
变送器设计是温度测量技术领域中最为重大的创新。数字信号处理技术实现了故障补偿与自控功能，还能灵活地调整变送器，使其完成实际测量任务。
用回路供电的变送器模块（位于温度计的接线盒内）在世界各地得到使用，因为它能减少对电缆布线的要求，并且不易受到干扰的影响。目前，由于成本更低、更为强大的智能化HART转换器的出现，对流程工程中模拟仪器的需求正日渐减少。变送器可以与大多数常见的网络架构（如Foundation Fieldbus，PROFIBUS 及 HART）实现无缝对接。这给未来的温度测量技术带来了众多的诊断机会。1
1 温度变送器的演变
