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新型廉金属温度传感器的开发与测量系统研究 　　【摘要】：温度传感器是温度测量仪表关键的核心部分，不仅被广泛使用，而且种类繁多。本文紧跟时代需求，首先阐述了新型廉金属温度传感器主要的开发类型，包括快速响应廉金属温度传感器、高温金属熔体连测传感器和还原性气氛温度传感器等。然后对比过去使用的贵金属温度传感器结合实践论述了新型廉金属温度传感器发展的主要方向。最后本文对新型廉金属温度传感器的测量系统的检定方法进行了研究讨论。 　　【关键字】：新型；廉金属；温度传感器；测量系统 　　【分类号】：TF762.3 　　随着经济社会的高速发展，我国的装备制造业和流程工业也不断进步。美国AMS 2750D《高温测量》规范对温度传感器提出了更高的要求。我们要顺应时代发展潮流，满足现代社会生产对过程自动化的高需求，不断开发新型廉金属温度传感器，逐步取代高温贵金属热电偶，并实现我国新型廉金属温度传感器的自产自销，改变过去从国外进口热电偶的情况转而出口到其他国家以获取更好的经济社会效益。 　　一、大力开发新型廉金属温度传感器 　　（一）新型快速响应廉金属温度传感器 　　经过对美国市场中测量熔盐初晶温度传感器的需求研究发现，大部分公司生产的温度传感器虽然精度较高，但是因为响应时间过长，成为不合格产品[1]。我国部分企业经过悉心研究，开发出了响应时间较短的新型高端温度传感器，经美国公司检验采用，现在已投入大批量生产。 　　（二）新型高温金属熔体连续测量温度传感器 　　针对一些超大型水轮机铸钢温度测量的需求，我们可以采取MCPT-3型金属陶瓷保护管为材料，研发出专用的钢水连测温度传感器设备。金属陶瓷保护管因其能连续性和间歇式的进行铜液温度测量，因此被大量地应用到国内的生产实际中。另外，我们也可以使用N-SiC、特重铸造合金保护管或者进口Sialon保护管等进行铝液和锌液的连续性和间隙式温度测量。 　　（三）新型还原性气氛温度传感器 　　在一氧化碳等还原性气氛中采用渗碳炉热电偶作为温度传感器材料，能够用于进行高达930℃～950℃的温度测量，特别是在强还原性气氛中，其使用期限达一整年甚至更久[2]。氢气用于还原性气氛因其生成物更加低碳环保，并且能大幅度地烟瘴热电偶使用寿命，因此许多公司正积极着手研发这种新型的温度传感器。 　　二、用新型廉金属温度传感器取代贵金属铂铑热电偶 　　（一）廉金属温度传感器取代高温贵金属热电偶 　　由于我国的铂资源比较缺乏，每年用于生产高温贵金属热电偶的铂大概有500千克，必须从国外大量进口，这样就导致温度传感器的成本价格不断上涨。以N型热电偶为敏感元件，采取多种廉金属材料制成的温度传感器不仅成本更加便宜，而且能够经受高温、腐蚀等考验，被许多公司制造和应用。比如N型装配式温度传感器就被普遍用于测量工业炉窑温度，相对铂铑热电偶节省成本约60万；N型铠装热电偶常被用来测量真空炉温度，在未来几年的发展中将会逐步替代K型热电偶而成为主导产品。 　　（二）新型钨铼温度传感器取代高温贵金属热点偶 　　钨铼热电偶（WRe5-Wre26）被美国ASTM列为标准化热电偶之后，得到了进一步的推广和应用[3]。采取熔丝法和单/双层实体化结构，利用WRe热电偶防氧化技术，国内外许多学者致力于此项创新研究，并且取得了独创性的设计成果。目前已经有不少公司将这种新型的钨铼温度传感器投入使用。 　　三、新型廉技术温度传感器的测量系统研究 　　（一）测温系统检定方法研究 　　目前我国对温度传感器测量系统的检定主要采用离线式分立立元件检定法和整体校准法这两种方式。但是由于热电偶丝不均质的影响，处于存在温度梯度的环境中势必会形成寄生电动势，在总热电动势中累积而导致误差。铠装热电偶在超过1200摄氏度的高温中绝缘强度会大幅降低，极易产生分流误差，从而出现检定合格、使用不合格的现象[4]。经过多年实践检验和经验总结，整体校准法成为首选的测温系统检定方法。 　　（二）现场在线校准仪的研究 　　在进行工业炉窑测温系统的现场校准时，我们可以把现场炉窑作为比较热源，使用在线校准仪作为现场校准器，进行实际工作状态下的测温系统整体校准，既能保证较高的准确度，又具有使用方便的优点，因此得以广泛应用。 　　综上所述，过去的高温贵金属传感器制作成本耗资巨大，因此我们要着力开发研究新型廉金属温度传感器，不断适应时代发展的新需求。与之相对应，我们要加强对温度测量系统的研究，提高温度传感器的实用性，使之更好地为企业服务。在我们的共同努力下，新型廉金属温度传感器一定会发挥出更多的经济效益，为社会发展做出显著贡献。 　　参考文献： 　　[1]陈刚，解玉凤，林殷茵等.一种新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器[J].固体电子学研究与进展，2013，3