Контактные методы измерения температуры

Исторически первым методом измерения температуры тел было измерение расширения (сжатия) жидкого или газообразного рабочего тела, контактирующего через стенку с высокой теплопроводностью с объектом, чью температуру необходимо измерить. Ярким примером прибора с таким принципом работы является повсеместно применяемый в быту спиртовой термометр.

Впоследствии широкое распространение получили преобразователи температуры в электрический сигнал, использующие явления термоЭДС и изменения проводимости металлов и полупроводников при изменении температуры. Такие преобразователи позволили многократно расширить диапазон измеряемых температур, повысить их точность и надёжность оборудования, снизить размеры и массу измерительной части прибора.

Размещение на поверхности детали или в её объёме термопары или иного контактного датчика является наиболее простым методом контроля температуры. Однако этот метод имеет длинный ряд существенных недостатков:

• · датчик измеряет температуру лишь в точке его установки, в то время как даже детали из материалов с высокой теплопроводностью не всегда имеют однородную температуру;
• · для контроля распределения температуры необходима установка большого, от десятков до тысяч, числа датчиков. Это является трудоёмким процессом само по себе, но кроме того создаёт существенные проблемы с организацией процесса сбора и обработки информации с такого числа датчиков;
• · в случае размещения датчиков на поверхности сложно обеспечить надёжный тепловой контакт, что может привести к существенному занижению оказаний;
• · для размещения датчиков в объёме детали, в ней должны быть соответствующие полости, которых зачастую изначально нет и не всегда допустимо делать их специально для контроля температуры;
• · при размещении датчиков в объёме детали мы не получаем информации непосредственно о температуре поверхности, а лишь предполагаем, что она близка к температуре в местах установки датчиков, если они установлены на небольшой глубине;
• · датчик может влиять на температуру детали в точке его установки;
• · датчик подвергается воздействию плазмы, что может приводить к его нагреву выше температуры детали и, соответственно, завышению показаний;
• · воздействие плазмы может приводить к ускоренной деградации датчиков;
• · разряд, создающий плазму, одновременно создаёт электромагнитные наводки, которые могут мешать работе датчиков температуры;
• · и т. д.

Все эти проблемы делают контактные методы измерения температуры неприменимыми для решения непосредственно задач определения распределения температуры на поверхности обращённых к плазме материалов, ограничивая их вспомогательными задачами калибровки и тестирования иных, бесконтактных, средств измерения.

температура оптический радиационный тепловизор