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3 討論
3·1 基于探測器的相對測溫靈敏度的考慮
待測溫度每變化1 K時,號電平的變化量(本文即P1或P2的變化量)稱為系統的溫度靈敏度S[8,9]。即
不失一般性,同時也為簡單起見,以反射鏡不起作用時的情況(P1)為例進行討論。此時探測器輸出的電號的強度V(T)可寫成[8,9]
由式(12)作出的Sr~λT曲線如圖3所示。由圖3可以導出,在λT=2 898μm·K附近,系統正好工作在Sr~λT曲線的峰值區域。這就是說,對PIN硅光電二極管而言,只要待測溫度不高于T≈2 898/1·1=2 634 K,探測器的輸出號就處于靈敏區域。亦即,只要被測溫度有小的變動,就能引起Sr較大的變化。顯見,采用PIN硅光電二極管作光接收器件,肯定能滿足測溫范圍的高溫段對測溫靈敏度的要求。
3·2 基于探測器的溫度分辨率的考慮
據式(1),在極窄的波段內,當待測溫度改變ΔT時,容易導出系統接收到的輻射能的變化時,才能引起探測器的響應。式中,VS/VN為噪比,在推算系統的溫度分辨率時,取VS/VN=1;Δf為后續的選頻放大器的帶寬。將式(6)、式(13)、式(14)及式(15)代入式(16)中,并考慮極限情況,可以導出
上式中的ΔT即為探頭的溫度分辨率。
下面進行定量分析。對于實際的測量環境,取大氣的衰減系數τ0=0·85,光學系統對光的總透過率τλ=0·50,調制盤的調制系數η=0·80、PIN光電二極管的探測率D*=5·0×1012cm·Hz1/2·W-1、靈敏元面積A=5 mm×5 mm[10],選頻放大器的帶寬Δf=10Hz,光學系統的焦距f′=15 cm,通光口徑D=10 cm。為分析上的方便,同時也不失一般性,取ελ=0·50、Δλ=20 nm代入計算。在不同的待測溫度下,由式(17)作出的探測器的溫度分辨率隨波長的變化曲線,如圖4所示。
由圖4顯見:(1)探測器的溫度分辨率隨系統工作波長的增加而變高。例如,對于T=773 K而言,λ=0·60μm時,系統的溫度分辨力ΔT=1·662 K,顯然不符合要求。但當λ=0·80μm時,ΔT=0·004 K,顯然符合要求;(2)當待測溫度足夠高時,例如待測溫度T=923 K,λ≥0·70μm的波長都能滿足要求。
3·3 基于抑制光路中選擇性吸收氣體吸收影響的考慮
薄膜規由兩個基本部分組成,一部分是膜片傳感器部分,另一部分為電子線路部分。傳感器部分由兩片膜片(固定極片與動極片)組成一個電容(見圖1),串接在振蕩器的選頻網絡內。當被測壓力傳到傳感器一側,壓力的大小決定了兩片膜片間的距離,由電容公式C=KξS/d可以看出,傳感器的電容量與兩片膜片間的距離倒數1/d成正比,當d變化時,C也隨之變化。從振蕩器的振蕩頻率公式f=K/RC中顯然可以得出這樣的結論:C的變化將引起f的變化,且f∝1/C。
振蕩器的輸出被藕合到f/v轉換器,將頻率轉換成電壓號,經放大后輸出一個0～10V的直流電壓號,該電壓號也正比于Δd,也就是說輸出號與被測壓力成線性關系,見圖2。
由于薄膜規的輸出號與被測壓力之間是完全的線性關系,輸入—輸出對應關系從圖2可以看出,不論用戶選擇電壓或電流型,輸出電號均與輸入被測壓力成正比關系,這樣用戶就可以將薄膜規的輸出號直接與PIC或計算機連接,無須再作非線性校正,為自動控制提供了必備的基礎,節省了人力和物力。
2 200系列產品介紹
經過對薄膜規的研究分析發現,溫度變化對一次傳感器的影響是儀表產生誤差和漂移的主要因素,要做出更高精度,更高穩定性的薄膜規,必須在這方面有所突破。為此,開展了200系列產品的研制。該系列產品帶有恒溫控制系統,使一次傳感器始終處于一個溫度恒定的容室內,排除了外界溫度變化給一次傳感器帶來的影響。
恒溫控制系統包括:薄片加溫器(固定在一次傳感器上)、型測溫元件、溫度控制電路板及保溫系統等。見圖3。
在溫度控制電路中設置一個恒定溫度T(=50℃),將測溫元件所測到的溫度t與之比較:當t
研究該產品的關鍵是選擇適合的加溫元件,為了盡量減小體積,必須使加溫元件薄型化,測溫元件型化,經過遴選,后我們采用了薄片加溫器,它的厚度為0.1 mm,可以直接粘貼在傳感器的表面,測量元件僅為米粒大小,控溫電路采用了專用的溫控集成電路使整個電路緊湊可靠,達到了設計要求。一次傳感器作恒溫處理以后,大大提高了儀表的穩定性,經實測,儀表長期零位漂移達0.15% /3個月,精度為0.25%,溫度系數下降為0.02%/℃。其它參數與100系列相同。
3 300系列產品介紹
在國內,傳統的真空儀表由于自身的特點,如:規管為玻璃材質,或傳送號為非變送器號等因素,無法達到防爆電氣、儀表的標準,所以長期以來,沒有防爆型的真空儀表問世。
而隨著工業生產的發展,在化工、石油、電器等行業都對真空儀表提出了防爆要求。我們在研究了市場需求的同時,也研究了我們生產的產品,認為:薄膜規本身具備防爆型產品的潛質,它具有全金屬密封焊接結構和標準的變送器號傳送。因此我們對薄膜規作了改型設計,使其符合《爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求》(GB3836.1—83)和《爆炸性環境用電氣設備隔爆型電氣設備“d”》(GB3836.2—83),其結構如圖4所示。
研制300系列,主要解決了隔爆面的設計和加工,它是在薄膜規的基礎上,在外殼,導線出口處和接口連接等處作了隔爆處理,采用高精度螺紋嚙合面,并配以各種形狀的密封圈。它的外殼能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力,并阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播,滿足了用戶在易燃易爆場合使用真空儀表的需求。
產品經儀器儀表防爆監督檢驗站測試,取得防爆合格證,證號GYB00443,防爆標志ExdⅡBT4。
現在由于社會的發展,很多行業逐漸采用電子式的壓力計,也就是我們通常所說的壓力變送器,但是由于工作環境,介質,介質溫度等等原因,所以我們選用壓力變送器一定要考慮這些問題.現在我就談談關于壓力變送器的選購.
首先,接液材質
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買信號隔離器必看-歡迎選購_盾開電氣(東莞市分公司),聯系人:鄭科,浙江省溫州市樂清經濟技術開發區。
