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溫度傳感器：冷鏈管理的小助手

2020-12-16 09:16:16 來源：儀表網(wǎng) 閱讀量：6242

　　為了保持營養(yǎng)并確保質(zhì)量和產(chǎn)品安全，制造商規(guī)定了包裝和易腐商品的運輸和儲存溫度。但是經(jīng)過當(dāng)?shù)仉s貨店到達(dá)消費者手上之前，水果、蔬菜和冷凍食品在運輸期間和大型制冷設(shè)備貨架上停留了大量時間。將這些商品保持在適當(dāng)溫度至關(guān)重要。

　　這就離不開冷鏈管理的“精心呵護”了。冷鏈管理將確保在包裝和易腐商品的生命周期每個階段都滿足適當(dāng)條件。冷鏈管理還要確保操作員在運輸或儲存期間發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生偏離儲存溫度范圍的情況時可以采取適當(dāng)?shù)拇胧?br />

　　溫度傳感器在冷鏈管理中大顯身手

　　帶有測量儀表的溫度傳感器長期以來一直很受歡迎。然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，而且大多數(shù)冷鏈管理發(fā)生在 -40°C 至 +10°C 的溫度范圍內(nèi)，集成的溫度傳感器成為了冷鏈管理的選擇。

　　而溫度傳感器如何感知溫度的變化，還要解釋一下溫度的傳導(dǎo)方式：熱傳導(dǎo)、對流和輻射。

　　熱傳導(dǎo)實質(zhì)是由物質(zhì)中大量的分子熱運動互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過程。比如一頭手握鐵棍在一頭加熱，不多時就會感覺燙手，就是指熱傳導(dǎo)方式。

　　對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式，氣體的對流現(xiàn)象比液體明顯。對流還分為自然對流和強迫對流兩種，冷鏈行業(yè)中冷鏈車、冷鏈倉儲的制冷設(shè)備多采用強迫對流方式，來達(dá)到空間的溫度下降和溫度達(dá)標(biāo)。當(dāng)然對流過程中也會有熱傳導(dǎo)的參與，空氣和液體作為一種介質(zhì)也能完成熱傳遞，但作為熱的不良導(dǎo)體，在其中的效果有限。

　　輻射是指物體因自身的溫度而具有向外以電磁波的形式發(fā)射能量的本領(lǐng)，如太陽的熱量就是以熱輻射的形式，經(jīng)過宇宙空間再傳給地球的。冷鏈行業(yè)大部分的小型冷柜多數(shù)采用輻射的方式。

　　溫度傳感器到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？

　　冷鏈行業(yè)在選用溫度傳感器的相關(guān)溫度測量設(shè)備時，供應(yīng)商往往被客戶問到幾個問題，其中常見的問題就是：溫度測量值準(zhǔn)不準(zhǔn)？

　　NTC傳感器、PT傳感器，這類傳感器多利用傳感器本身因溫度變化而導(dǎo)致的電阻變化，進而通過電壓值A(chǔ)D數(shù)據(jù)化后再與溫度值與電壓值間的對比表來轉(zhuǎn)換獲取。這類傳感器的溫度準(zhǔn)確性受到以下因素影響：傳感器本身材質(zhì)的一致性和可靠性；電路設(shè)計中電壓基準(zhǔn)源的一致性和穩(wěn)定性；電壓信號處理電路的一致性和穩(wěn)定性。以上的差導(dǎo)，會導(dǎo)致溫度記錄儀的準(zhǔn)確性和成本，相對而言PT的成本要高于NTC，準(zhǔn)確度也高。數(shù)據(jù)傳感器，即芯片傳感器。這類傳感器利用集成電路封裝了模擬電路，一致性較高也有利于開發(fā)，但成本較高，且可測試溫度范圍較窄。

　　在冷鏈行業(yè)以上兩類傳感器較為廣泛。不同類型的傳感器都可以直接封裝在溫度記錄儀內(nèi)部，也可以制作成探頭形式置于溫度記錄儀外部。從測試角度或是溫度校量實驗室角度，這兩種形式在溫度恒定環(huán)境下終測量的溫度值都是準(zhǔn)確的，但在實際冷鏈應(yīng)用中因為環(huán)境差異所體現(xiàn)的差異也是存在和明顯的。

　　實際冷鏈環(huán)境的溫度往往是不完全恒定的，冷庫因為環(huán)境大，溫度較為恒定。但冷鏈車常開冷柜溫度變化幅度大。內(nèi)置傳感器的溫度記錄儀因為其外殼、電池、PCB等器件的蓄熱效果對內(nèi)置傳感器產(chǎn)生熱輻射效果，從而提升整個溫度記錄儀的熱時間常數(shù)。

　　所以，在冷鏈應(yīng)用中溫度相對恒定的環(huán)境且對溫度時延性要求不高的環(huán)境可以使用內(nèi)置形式的溫度記錄儀；溫度變化大且對溫度較為敏感的環(huán)境，需要優(yōu)先使用探頭外置形式的溫度記錄儀，如果實在因為結(jié)構(gòu)問題無法使用外置形式的溫度記錄儀，也必須考慮對設(shè)備預(yù)先制冷。

　　溫度傳感器的發(fā)展方向

　　傳感器在中國的發(fā)展這些年一直處于發(fā)展中狀態(tài)?？梢哉f在1990年，溫度傳感器的市場份額就大大超過了其他傳感器。從伽利略發(fā)明溫度計開始，人們開始利用溫度進行測量，不過那時候還沒有真正的叫做溫度傳感器的。真正把溫度變成電信號的傳感器是由德國物理學(xué)家賽貝發(fā)明的，就是后來的熱電偶傳感器也就是溫度傳感器的真正開始。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼開發(fā)了包含半導(dǎo)體熱電偶傳感器在內(nèi)的多種溫度傳感器。溫度傳感器是傳感器中常見的一種，在各行各業(yè)，尤其是電子電氣、環(huán)境監(jiān)測中具有重要的作用。溫度傳感器正朝著微型化、高精密化、高穩(wěn)定化、智能化方向發(fā)展。

　　溫度測量應(yīng)用非常廣泛，不僅生產(chǎn)工藝需要溫度控制，有些電子產(chǎn)品還需對它們自身的溫度進行測量，如計算機要監(jiān)控CPU的溫度，馬達(dá)控制器要知道功率驅(qū)動IC的溫度等等。溫度是實際應(yīng)用中經(jīng)常需要測試的參數(shù)，從鋼鐵制造到半導(dǎo)體生產(chǎn)，很多工業(yè)工藝都要依靠溫度來實現(xiàn)，溫度傳感器便是應(yīng)用系統(tǒng)與現(xiàn)實世界之間的橋梁。

　　如今的溫度傳感器逐步進入數(shù)字化所謂數(shù)字化就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計算機、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。這樣人們在不同的地方檢測溫度，傳感器數(shù)字化給人們帶來更多的便捷。

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