堅固而可靠的溫度感測裝置

                   （提供： ABB(中國)有限公司儀表產品部 ）  

　　監測與控制關鍵流程參數（如壓力、溫度、液位及流量），可以優化工廠的績效。隨著自動化水平的提高，客戶需要測量儀器具有更強大的功能、更高的可靠性以及精度。關于重要參數的準確信息對于流程工程師十分重要，有助于他們做出正確決定，并實現安全的工作環境。這些要求同樣適合所有測量指標中最為經典的一項–溫度。
　　
　　在不斷變化的環境條件下準確地測量溫度，這是工業測量專家所面臨的最為嚴峻的挑戰。例如，鋼廠是非常經典的、近乎無法測量的情況。帶材及棒材熱軋廠中再熱爐的背景溫度可能會比測量對象高許多。煉鋼流程（如鍍鋅層退火處理，在鋼板上形成一個抗銹蝕層）中如缺少精密的溫度測量，鋼鐵工業每年的損失將以百萬美元計。
　　
　　目前最為重要的趨勢之一是從獨立的機械式溫度監視器轉移到數字式網絡化集成系統。機械式系統將繼續用于電子系統無法工作的特殊應用，如極高的溫度條件。不過，光學纖維、聲學及振蕩晶體技術的最新進展將推動新裝置的開發，這些裝置能夠抵抗最為惡劣的環境，同時具有最高的測量精度。
　　
　　用于溫度測量的新老技術
　　溫度是最常測量的環境物理量。這并不奇怪，因為它能影響大多數物理、化學、電子、機械與生物系統。某些流程僅在狹窄的溫度范圍內才能正常工作。在需要優化這些流程時，控制系統通過來自溫度傳感器的反饋而把溫度保持在指定的極限內。
　　
　　幾種溫度感測裝置已得到廣泛使用，例如電阻溫度檢測器（RTD）、熱電偶、熱敏電阻以及傳感器集成電路（IC）。不過，非線性、不敏感性、自加熱、長期穩定性不足、信號強度低以及對磁場的依賴等不利因素都會影響溫度測定的精度。傳統的測量技術至少具有其中的一項缺點。
　　
　　更高的產品質量、更嚴格的環保規定、對生產率優化的更大需求都迫使工廠逼近最大極限。這反過來對所有傳感器（包括溫度）的精度和耐用性提出了挑戰。
　　
　　此外，ISO 9000所要求的強制性文獻編制及可追溯性刺激了新材料的開發工作，并進一步提高了微系統技術。
　　
　　新型傳感器（光纖傳感器、振蕩晶體溫度傳感器和聲學傳感器）的使用目前僅限于特殊應用和實驗室。對于工業用途，基于鉑電阻溫度計或熱電偶的接觸式溫度計仍體現了耐用性、精度和經濟性的最佳結合。
　　
　　接觸式溫度計包含一個對溫度敏感的元件，后者被集成在一個所謂的保護管中。它能保護傳感器不受惡劣運行條件的影響，并使其不必中斷流程便可更換。提供標準化保護管設計，用于不同的測量應用，如氣體、蒸汽及液體。盡管用于嚴酷工業應用的測溫元件外觀相似，它們的長期穩定性和使用壽命實際上卻有顯著差異。組裝、連接技術和材料品質的正確組合是實現溫度測量精度和穩定性的關鍵。
　　
　　變送器設計是溫度測量技術領域中最為重大的創新。數字信號處理技術實現了故障補償與自控功能，還能靈活地調整變送器，使其完成實際測量任務。
　　
　　用回路供電的變送器模塊（位于溫度計的接線盒內）在世界各地得到使用，因為它能減少對電纜布線的要求，并且不易受到干擾的影響。目前，由于成本更低、更為強大的智能化HART轉換器的出現，對流程工程中模擬儀器的需求正日漸減少。變送器可以與大多數常見的網絡架構（如Foundation Fieldbus，PROFIBUS 及 HART）實現無縫對接。這給未來的溫度測量技術帶來了眾多的診斷機會。1
　　1 溫度變送器的演變