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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
直流號隔離器,熱電偶溫度變送器,熱電阻溫度變送器,隔離配電器,變送器配電器
號隔離器的主要功能是將輸入的1~5Vd.c.或4~20mAd.c.標準號裝換成與之相互隔離的1~5Vd.c.或4~20mAd.c.標準號輸出,以供指示儀、記錄儀、數據采集器、調節器或分散型控制系統使用,從而組成各種各樣的工業自動化控制系統或監測系統,可廣泛應用于石油、冶金、化工、電站等行業的過程控制系統中。直流號隔離器,熱電偶溫度變送器,熱電阻溫度變送器,隔離配電器,變送器配電器
號隔離器的主要功能是將輸入的1~5Vd.c.或4~20mAd.c.標準號裝換成與之相互隔離的1~5Vd.c.或4~20mAd.c.標準號輸出,以供指示儀、記錄儀、數據采集器、調節器或分散型控制系統使用,從而組成各種各樣的工業自動化控制系統或監測系統,可廣泛應用于石油、冶金、化工、電站等行業的過程控制系統中。
變送器配電器是將輸入單路或雙路電流或電壓號,變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓號,并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。 為現場的二線制變送器提供所需的工作電源,并實現變送器號的隔離傳輸。響應時間快、抗干擾效果好;輸入、輸出、電源三重隔離;有24VDC和220VAC兩種供電方式;既可以當配電器使用,又可以當隔離器使用;結構緊湊,能夠實現高密度安裝;一路輸入,二路輸出。
熱電阻溫度變送器采用特制隔離模塊,溫州中宣儀表有限公司市場部,對電網和電路中的交流電流進行實時測量,將其變換為0mA~20mA或4mA~20mA直流電流(IZ)輸出;具有高精度、高隔離、寬頻響、低漂移、低功耗、溫度范圍寬、抗干擾能力強等特點。本產品采用卡裝式結構,端子接線,號隔離器工作原理,安裝方便,適用于電源設備、電力網監測自動化系統、工控監測系統、鐵路號系統等。滑線電阻變送器特性:
● 二線制或三線制滑線電阻輸忄入,隔離變送成直流號輸出。
● 模塊化表芯設計,無需零點和滿度調節。
● 帶有工作電源指示燈。
● 單通道,一路輸入一路輸出,號隔離器工作原理,輸入回路短路保護。
● 即插即拔式接線端子,DIN導軌卡式安裝。變送器配電器是將輸入單路或雙路電流或電壓號,變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓號,并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。 為現場的二線制變送器提供所需的工作電源,并實現變送器號的隔離傳輸。響應時間快、抗干擾效果好;輸入、輸出、電源三重隔離;有24VDC和220VAC兩種供電方式;既可以當配電器使用,又可以當隔離器使用;結構辶緊湊,能夠實現高密度安裝;一路輸入,二路輸出。
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