我国工业温度计量发展状况概述

【摘 要】 本文简要介绍了工业温度计量的种类，并概述了我国工业温度计量的存在和发展现状。

【关键词】 工业 温度计量 概述

1 前言

在工业生产过程中，温度的计量与产品质量之间有密切的关系，因此随着我国工业的发展，温度计量设备在工业生产中起到的作用越来越大。温度计量设备最主要的功能就是用来测量物体的冷热程度，在工业中大多采用自动化仪表装置进行温度计量。我国较早就在工业生产中引入温度计量装置，之后在相关研究人员多年的使用和总结下，在工作原理改进、计量校正、温度精度控制及设备维护管理等方面都取得了较多成果。随着技术的不断创新和科技的不断进步，温度计量在工业领域的使用也将不断修改和完善，下面就对我国的工业温度计量的发展状况进行简要概述。

2 工业温度计量

工业温度计量装置从出现到广泛应用已经拥有很久的历史，随着科学技术的发展，工业温度计量装置的工作原理和工作方式都有了极大的改善。目前我国工业应用的温度计量装置根据测温方式的不同，大体上可以分为接触式和非接触式两大类[1]。

2.1 接触式测温

接触式测温的工作原理就是将感温元件与被测物体通过接触的方式进行充分的热交换，在热平衡时通过感温元件反映的温度值来得到被测物体的温度。感温元件反映温度的方式有很多，可以通过体积变化、电阻变化、电压变化、频率变化及光学特性变化等多种方式。工业采用接触式温度测量仪表最大的优势就在于接触式测量具有很高的精度值，数据可靠，并且使用较为简单。但是这种测温方式对采用感温元件材料的耐高温性有很高要求，不适用于工业中高温度产品的检测。金属温度计、水银温度计和光纤温度传感器等，都属于接触式测温设备。

2.2 非接触式测温

感温元件不与被测物体缠身直接接触，同样也可以进行测温，这就是非接触式的测温方式。非接触式测温主要采取热辐射的方式，实现感温元件与被测物体的热交换，从而达到测温效果。由于非接触式测温设备工作时无需与被测介质发生接触，因此它具有很广的测温范围，不易受到测温上限和感温元件材料的影响。但是非接触式测温的缺点是容易遭受外界因素干扰，导致测量数据产生误差。非接触式测温装置主要有辐射感温器、比色高温计、红外温度计等。

温度计量装置的种类繁多，功能各异，在使用时首先要充分掌握所需测温装置的原理及特性。这样在进行工业生产时，相关人员才可以根据不同的生产需求和生产方式，灵活采取最适合的工业温度计量设备，争取产品质量和工作利益的最大化。

3 我国工业温度计量发展

完善的质量体系一直是我国工业发展长期坚持的建立目标。而在质量体系中，计量体系是最重要的组成部分，所以加强计量发展，提高计量水平，创新计量设备，改善计量环境是提升我国工业计量体系建设的有效保障。温度计量又是计量体系中最重要的一环，因此我国工业建设——无论是国有、大中型企业还是中小型企业，都提高了对温度计量的重视和管理意识，加大了对温度计量仪器和设备的投入。我国工业温度计量在近几年得到持续而又快速发展，下面对我国工业温度计量发展的几个阶段进行概述。

3.1 光学高温计

最早的温度计是由伽利略发明的空气温度计[2]，他根据热胀冷缩的原理，通过空气体积的变化带动试管中水位的变化从而指示温度的高低。随后人们对空气温度计进行了许多研究和改良，但都没有解决它定义的随意性，而由于空气温度计过窄的测温范围，使其并不适用于工业温度计量。

我国最早使用的非接触工业测温设备为光学高温计，它具有非接触测温设备的优点，因此被广泛使用于金属冶炼、锻造、轧钢、玻璃陶瓷等工业高温生产过程的温度测量。

3.2 辐射温度计

进入新世纪以来，辐射温度计在我国工业生产中使用的范围越来越广，初步统计2000年以后我国每年新加的辐射温度计总量均超过了一万台。尤其是非典时期，我国在工业生产中新投入的辐射温度计数量超过了十万台。由于工业中使用辐射温度计工作波长绝大部分都在红外波段，因此这种辐射温度计也叫做红外温度计。随着红外温度计的不断普及，我国工业使用的过去老式的光学高温计逐渐退出了人们的视野，被工业市场所淘汰。

3.3 温度变送器

信息时代改变了人们的生活方式，也极大影响了工业发展的生产方式，信息技术的发展使得工业生产仪器和温度计量设备越来越趋于自动化系统。工业温度计量装置主要用于工业生产过程的检测和控制，而在自动化系统中温度计量装置又是系统内部的一个组成部分，这就要求它还要具备系统要求的其他功能和特性。目前的工业生产自动化系统基于现场总线控制，而所有工业所需的现场仪表，包括温度计量仪器都要接到现场总线进行控制[3]。这就要求温度计必须具有统一的输出信号，这种工作方式使得传统意义的温度计变成了温度变送器。温度变送器是现代化的数字仪器，需要具有通信功能和一定的自我补偿功能，在特殊条件下还需要具有现场模拟指示。目前这种基于现场总线的温度变送器已经具有可以适应不同总线的仪器类型，我国已经研制出热电偶和热电阻温度变送器，并成功使用到运用总线技术的工业自动化系统中，适用范围和发展前景十分广阔。

3.4 未来发展趋势

温度时计量方法的一个基本量，在工业上对温度测量的研究和发展较早，与其他工业生产参数相比，温度计量已较为成熟，基本可以满足现阶段的工业发展。同时在ITS-90实施以来，我国大致已经妥善解决为制定90温标而提出的问题，目前正处于措施实施的稳定期和新技术的突破期，因此我国未来工业温度计量的发展，大致集中在几个方向，首先是如何将ITS-90妥善全面准确的运用到工业温度计量设备中；其次是加强我国工业温度计量的科技水准，将高新信息技术统一到温度计量中去；最后是对特殊环境下工业生产的测温场合进行重点探索和研究。

参考文献：

[1]王魁汉.温度测量技术的最新动态及特殊与实用测温技术[J].自动化仪表，Vol.22，No.8，2001.

[2]陈桂生.高温固定点的国际研究趋势与发展[J].中国测试技术，2007，7.

[3]韩隆恒.气动试验中低温等离子体的温度计量及展望[J].流体力学实验与测量，2009（1）：135-137.

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