热电偶温度仪

孚光精仪公司欧洲工厂采用全球专利一次成型技术的高纯度蓝宝石热电偶保护管成功下线，一期工程年产能力达到50万米，并被德国热电偶制造商批量订购，成为替代刚玉和陶瓷的热电偶保护套管新型材料。蓝宝石热电偶保护管和蓝宝石热电偶保护套管能够承受2000摄氏度的高温和3000bar的压力，非常适合环境恶劣的应用，比如化工，化学，石油精炼，玻璃工业等。蓝宝石热电偶保护管和蓝宝石热电偶保护套管相比于刚玉热电偶保护管和陶瓷热电偶保护管具有更好的材料稳定性，可用于重油燃烧反应器，冶金等诸多高温领域，是替代刚玉热电偶保护管的理想热电偶保护套管。详情浏览：http://www.f-opt.cn/lanbaoshi/lanbaoshiguan.html蓝宝石热电偶保护管已经取代了无法抵御金属扩散的热电偶陶瓷管，比如，铅玻璃的生产中,Pt热电偶套管会融入玻璃，导致重新生产。目前，蓝宝石热电偶保护管和蓝宝石热电偶保护套管已经成功用于如下领域：半导体制造：刚玉蓝宝石套管高达99.995%的纯度保证生产过程无污染。腐蚀环境制造：浓缩或沸腾的矿物酸，高温反应性氧化物。玻璃和陶瓷工业：替代Pt探针，保证无污染仪器制造：微波消解仪，高温反应炉，实验室测试仪器等光学应用：紫外灯，汽车灯重油反应器：石化等领域能源领域：去除NOx 等蓝宝石热电偶由外部密封刚玉保护套管和内部热电偶毛细管组成，又称为蓝宝石热电偶。由于蓝宝石套管,蓝宝石保护套管具有良好的光学透明性和单晶材料的非多孔性，这种蓝宝石套管,蓝宝石保护套管热电偶具有良好的耐高温性，并具有屏蔽环境温度对热电偶影响的能力。蓝宝石套管,蓝宝石保护套管能够承受2000摄氏度的高温和3000bar的压力，非常适合环境恶劣的应用，比如化工，化学，石油精炼，玻璃工业等。蓝宝石套管,蓝宝石保护套管保护套管相比于刚玉陶瓷管具有更好的材料稳定性，可用于重油燃烧反应器，冶金等诸多高温领域。蓝宝石套管,蓝宝石保护套管已经取代了无法抵御金属扩散的陶瓷管，比如，铅玻璃的生产中,Pt热电偶套管会融入玻璃，导致重新生产。目前，蓝宝石套管,蓝宝石保护套管已经成功用于如下领域：半导体制造：刚玉蓝宝石套管高达99.995%的纯度保证生产过程无污染。腐蚀环境制造：浓缩或沸腾的矿物酸，高温反应性氧化物。玻璃和陶瓷工业：替代Pt探针，保证无污染仪器制造：微波消解仪，高温反应炉，实验室测试仪器等光学应用：紫外灯，汽车灯重油反应器：石化等领域能源领域：去除NOx 等

热变形维卡软化点温度测定仪是一种用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点的实验设备。这种设备在质量控制、材料科学、塑料工业等领域都有广泛的应用。本文将详细介绍热变形维卡软化点温度测定仪的原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法。和晟 HS-XRW-300MA 热变形维卡软化点温度测定仪热变形维卡软化点温度测定仪主要由加热装置、测试系统和测量仪器等组成。加热装置包括电炉、热电偶和加热炉壳等部分，用于提供高温环境。测试系统包括试样、加载装置和位移传感器等，用于测量材料的热变形和软化点。测量仪器则是用于记录和显示测量数据的设备。操作热变形维卡软化点温度测定仪需要遵循一定的步骤和注意事项。首先，选择合适的试样和试剂，确保试样在高温环境下能够充分软化和变形。其次，将试样放置在加热装置中，并使用加载装置施加一定的压力。然后，逐渐升高温度，并记录试样的变形量和温度变化。最后，通过测量仪器输出测量结果，并进行数据处理和分析。在使用热变形维卡软化点温度测定仪时，可能会出现一些误差。例如，由于加热不均匀或加载压力不一致，可能会导致测量结果出现偏差。此外，由于试样本身的性质和制备方法也会对测量结果产生影响。因此，在进行测量时，需要采取一些措施来减小误差，例如多次测量取平均值、选择合适的加热方式和加载压力等。热变形维卡软化点温度测定仪的测量结果可以反映材料在高温环境下的性能和特点。因此，正确理解和使用测量结果是至关重要的。在实践中，需要根据具体的实验条件和要求，选择合适的测定仪器和试剂，并严格按照操作规程进行测量。同时，需要充分考虑误差和处理方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。总之，热变形维卡软化点温度测定仪是一种重要的实验设备，可以用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点。了解其原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法，对于科学研究和实际应用都具有重要意义。

近年来，各大品牌的折叠屏手机、柔性可穿戴电子等智能设备层出不穷，成为行业热点。作为柔性电子设备的重要组成部分，柔性传感器用以测量温度，反映人体的各项指标。现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、敏感材料等限制，难以实现高温物理场的温度测量。因此，如何继承柔性薄膜传感器优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的应用是一个值得关注的问题。近日，来自微纳制造领域的一项最新研究成果，为柔性传感器突破高温应用瓶颈提供了新思路。西安交通大学机械工程学院精密工程研究所的刘兆钧博士、田边教授、蒋庄德院士及其合作团队首次制备出了具有良好温度敏感性的高温柔性温度传感器。相关成果发表于工程制造领域期刊《极端制造》。传统柔性温度传感器难以实现高温无损监测柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器，具有良好的柔韧性、延展性，甚至可自由弯曲、折叠，而且结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对复杂表面进行检测。在可穿戴方面，柔性的电子产品适合“人体不是平面”的生理特性，因此更易于测试皮肤的相关参数，其可将外界的受力或受热情况转换为电信号，传递给机器人的电脑进行信号处理，从而实时精准地监测出人体各项指标。“柔性薄膜温度传感器能变形、易附着、轻薄等优点受到了研究人员的广泛关注。”田边说，“热电偶式传感器以结构简单、动态响应快、便于集中控制等优点脱颖而出。”结合二者优势，热电偶式柔性薄膜温度传感器应运而生。“温度传感器主要由两部分组成，由两种不同材料制成的温度敏感层和柔性基板。温度敏感层常由金属以及金属化合物组成，柔性基材则选择已经商业化的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺等高分子聚合物材料。”田边表示。实际上，柔性传感器的优势使其能运用到多个领域当中，除了可穿戴设备，柔性传感器还在医疗电子、环境监测等领域显示出很好的应用前景。然而，现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、温度敏感材料等限制，难以在高温环境场中工作，更无法实现功能化应用。“因为柔性基板的熔点通常低于400℃，在高温环境中发生碳化后会变脆、变硬，因此，很难在高温环境下使用现有的柔性温度传感器。这一点也限制了它们在航空航天、钢铁冶金和爆炸损伤检测等极端环境中的应用。”田边解释道。“现有的高温温度测量手段受限于设备尺寸大、需要破坏结构、破坏气流场、受环境干扰等，难以实现对温度场的无损实时温度监测。”博士生刘兆钧补充道。因此，如何继承柔性薄膜传感器的优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的安装与应用是亟须解决的关键问题。突破多项柔性温度传感器测量瓶颈为了突破柔性温度传感器的温度测量瓶颈，田边教授团队创新性地选择了具有宽温域的铝硅氧气凝胶毡作为温度传感器的柔性基板。由于柔性基板表面不均匀、粗糙度较大，难以通过传统的微纳制造工艺实现薄膜沉积与功能化，因此团队选用了丝网印刷技术制备厚膜以克服上述困难。在制备传感器的实际操作中，田边、刘兆钧等人使用有机黏合剂混合功能粉末完成浆料配置，利用高温热处理的方法去除薄膜中的多余有机物，如环氧树脂、松油醇等。同时，团队还针对不同应用表面，基于柔性材料可变形、可共形的优势，实现了功能薄膜的特定曲面化制备。“就像球鞋设计者根据球星脚底的尺寸大小来制定码数一样，这种‘独家订制’能有效解决一些问题。”田边表示，这样制备好的柔性温度传感器能够贴附于不同曲率曲面，例如叶片等。同时，其也具有超薄、超轻等优点。这项研究首次实现柔性传感器在零下190℃至零上1200℃这一极广的温度范围内工作，测试灵敏度也达到了可观的226.7微伏每摄氏度（μV/℃）。这是现有所有柔性温度传感器难以实现的。扩大柔性传感器的工作温域，为柔性传感开拓了更广阔的应用领域，它在探险排难、航空航天、钢铁冶金等领域将呈现出巨大的应用潜力。在被问及新型柔性传感器何时能够实现实际应用时，蒋庄德表示：“我们团队的研究人员对制备的柔性温度传感器已经进行了多种实验室级测试与实际测试。其中，包括对航模发动机的尾喷温度进行实时监控，小型物理爆炸场爆炸瞬时温度测量以及对坩埚中金属熔化过程进行温度监测等。传感器在整个测试过程都表现出了优异的测温能力。”在蒋庄德看来，科技发展的目标始终围绕造福人类。他指出：“我们根据柔性温度传感器极轻、极薄的特点，创新性地将其应用于智能穿戴设备，如传感器与环保透明面罩相结合设计出的智能口罩，实现对人体呼吸状态的实时监测，有望惠及长期独居旅行者和慢性病患者。我们的科研成果可以给人们的生活带来便捷，这也让科研有了‘温度’。”目前，柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段，柔性传感器产业链整体能力亟待增强。就技术本身而言，传感器本身的稳定性、耐磨损性等还需要进一步提高。而从整个产业链的配套来说，柔性电路、柔性存储，以及软硬连接等环节也需要跟进步伐。在未来，团队也期望将制备的柔性传感器进一步优化，实现飞机表面、涡轮叶片等国之重器上的温度测量，为我国科技进步添砖加瓦。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "10月14日，国家药品监督管理局发布《国家药监局综合司关于履行《关于汞的水俣公约》有关事项的通知》，通知要求“自2026年1月1日起，全面禁止生产含汞体温计和含汞血压计产品。”/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "20世纪中期发生在日本水俣的汞污染事件是最早出现的由于工业废水排放污染造成的公害病。日本至少有5万人因此受到不同程度的影响，确认了2000多例“水俣病”。“水俣病”在1950年代达到高潮，重症病例出现脑损伤、瘫痪、语无伦次和谵妄。这一事件影响甚大，并最终促成了《关于汞的水俣公约》，简称《水俣公约》。随着水银温度计即将退出市场，根据中研普华产业研究院出版的《2020-2025年中国电子体温计行业供需分析及发展前景研究报告》统计分析显示，预计到2022年电子体温计行业市场规模大约为29亿元。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "水银温度计，是膨胀式温度计的一种，水银的凝固点是-39℃，沸点是356.7℃，测量温度范围是-39° C—357° C，它只能作为就地监督的仪表。用它来测量温度，不仅简单直观，而且还可以避免外部远传温度计的误差。相比于其他类型的体温计，水银温度计经济实用，由于其中没有其他转换电子介质和电源，因此测量数值不会受体温计内本身因素的影响出现偏差。这种体温计一旦封装出厂，在生命周期内一般不用调校，可以做到“终身精准”。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "不过长期以来，水银体温计的污染性一直被人诟病，一只家用水银体温计含汞约为1克，如果没有有效回收，水银可能会变成汞蒸汽后进入大气，当它飘到湖泊内，还会转变为甲基汞污染鱼类。美国国家野生动物联盟的一项数据显示，1克水银可能使一个10万平方米的湖泊中所有的野生鱼类污染至不安全食用标准。/ph3 style="text-align: justify text-indent: 0em "水银温度计替代方案有哪些？/h3p style="text-align: justify text-indent: 2em "鉴于水银温度计存在一定的危险性，打破水银温度计导致汞中毒的事件也频频发生，温度计市场急需无毒无害，测量精准的替代方案。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong酒精温度计/strong，是利用酒精热胀冷缩的性质制成的温度计。在1个标准大气压下，酒精温度计所能测量的最高温度一般为78℃。因为酒精在1个标准大气压下，其沸点是78℃。但是温度计内的压强一般情况下都高于1标准大气压，所以有一些酒精温度计的量程大于78度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "但和水银温度计不同，酒精温度计主要用于测环境温度，而不能用于测体温。这主要是由于水银体温计的下部靠近液泡处有一个很狭窄的曲颈，在测体温时，液泡内的水银，受热体积膨胀，水银可由颈部分上升到管内某位置，当与体温达到热平衡时，水银柱恒定。当体温计离开人体后，外界气温较低，水银遇冷体积收缩，就在狭窄的曲颈部分断开，使已升入管内的部分水银退不回来，仍保持水银柱在与人体接触时所达到的高度。而酒精温度计由于浸润作用，无法通过曲径结构限制回流，方便读数。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong电子温度计/strong，是利用某些物质的物理参数，如电阻、电压、电流等，与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来。其不足之处在于示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响，不如玻璃体温计。常见的电子温度计主要包括了热电阻、热敏电阻和热电偶。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "热电阻温度计，是一种使用已知电阻随温度变化特性的材料所制成温度传感器。因其几乎无一例外地由铂制造而成，所以通常被称为铂电阻温度计。在许多低于600℃的工业应用场合，电阻温度计正逐渐取代热电偶温度计。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "热电偶测温的最根本原理主要有两点：1. 金属原子（离子）对于金属中的自由电子的束缚能力与温度有关；2. 不同种类的金属原子（离子）对自由电子的束缚能力是不同的。基于以上两点，将两种不同的金属熔接在一起，熔接界面的两边金属对自由电子的束缚能力不同，对电子束缚能力大的一侧金属就会带负电，另一侧金属会带负电，两侧金属存在电势差，而这个电势差随着熔接点温度变化而变化。电势差通常在几十微伏特（很小，但是已经能精确测量了）。热电偶温度计结构简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠，信号便于远传、自动记录和集中控制，因而在工业生产中应用极为普遍。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "热敏电阻温度计是一种可量度体温和室温的温度计，它有一个安培计/电流计和电源。当温度升高时，电热调节器（温度计的探测器）所探测到的电流会增加，电阻会减少。当电流增加，温度也表示会升高；当电阻增加，温度也表示会降低。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "热敏电阻灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃~315℃，高温器件适用温度高于315℃(目前最高可达到2000℃)，低温器件适用于-273℃~-55℃；体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；使用方便，电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择；易加工成复杂的形状，可大批量生产；稳定性好、过载能力强。但热敏电阻的阻值与温度的关系非线性严重；而且元件的一致性差，互换性差；一旦出现损坏是难以找到可互换的产品。不仅如此，热敏电阻的元件易老化，稳定性也是比较差的；而且除特殊高温热敏电阻外，绝大多数热敏电阻仅适合0~150℃范围，使用时必须注意。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电子体温计和水银体温计在我国均属于二类医疗器械，凡是正规厂家生产并取得医疗器械注册认证的，准确度都在国家标准允许范围之内，电子体温计最大允许误差为± 0.1℃，水银体温计最大允许误差为-0.15℃～0.1℃，两者几乎一样。电子体温计有望成为水银温度计的重要替代方案，但目前电子温度计价格较高，且其中有一定数量的电子元件介质，都要使用电池提供能源，因此一旦电子元件出现老化偏差或电池电量下降，都会使体温测量结果出现偏差，这也是电子体温计每隔一段时间就要进行调校的原因。。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong红外测温仪/strong由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "红外测温设备主要用于密集型人流的发热可疑性筛选、出入卡口的精确性测温。但红外测温仪只测量表面温度，不能测量内部温度；不能透过玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数，但可通过红外窗口测温。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong镓铟合金温度计/strong，采用先进镓铟锡合金液态金属为温度感应材料，以表体上的刻度来反映人体的温度。镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)合金液态金属是一种新型液态金属合金材料，这种材料具有无毒、无放射性、安全、环保等特点。以这种液态金属作为体温计的温度感应材料，利用其均匀冷缩热涨的物理特性来反映被测体温者温度值，其工作原理与汞体温计相同。这种体温计内部同样没有任何其他介质材料，因此体温计一旦封装出厂，若不被破坏，在生命周期内可确保终身精准，不需要定期调校，同样也可以做到“黄金标准”甚至更好。若在使用中不慎被打碎，表内液态金属接触空气后会马上固化，不会产生任何对人体和环境有害的气体和物质，所有废弃物可以按普通玻璃垃圾处理，不会造成有害物质对环境的污染。因此这是一款安全、精准、环保的绿色体温计，是目前汞体温计的最佳替代品。/ph3 style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "其他/spanspan style="text-indent: 2em "类型的测温手段还有哪些？/span/h3p style="text-align: justify text-indent: 2em "除了测体温外，工业等领域也往往需要对温度进行测量，这对测温手段提出了更多的需求，也由此出现了其他类型的测温方案。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong光纤温度传感器/strong采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。光纤温度传感器的种类很多，如分布式光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器以及基于弯曲损耗的光纤温度传感器等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里渊散射。目前发展比较成熟，且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射（OTDR）原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "光纤荧光温度传感器是利用荧光的材料会发光的特性，来检测发光区域的温度。这种荧光的材料通常在受到紫外线或红外线的刺激时，就会出现发光的情况，发射出的光参数和温度是有着必然联系的，因此可以通过检测荧光强度来测试温度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "相比于传统的电子测温手段，光纤测温不受电磁和射频干扰、耐腐蚀性环境、精度高、可靠性高，是在恶劣环境下测量温度的最佳选择。/p

人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源，利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件，其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器，实现应变和温度等信号的监测以及区分，同时兼具高的分辨率仍是一个难点。 　　Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI)，可以实现对磁场的高灵敏探测，是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器，并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429；Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上，研究人员以磁性非晶丝为敏感材料，通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。 　　该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面，结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测；另一方面，用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应，可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制，温度和应变信号之间不存在相互耦合，后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。 　　该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场，通过内置的Co基磁性非晶丝，能够灵敏感知微小变化的磁场，从而输出变化的阻抗，实现应变的感知。此外，该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈，不仅可以实现阻抗的输出，而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。 　　进一步地，通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量，即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量，可以控制磁场变化快慢，从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限，5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。 　　此外，该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号，发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰，且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性，可以确保温度对应变感知几乎没有影响。 　　该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成，可以同时用于人体微小应变的探测，比如呼吸和吞咽等检测，也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测，同时能实现体温或环境温度的实时监测，在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。 　　相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制，(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程，(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌，(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能，(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能

CEM公司发明的微波马弗炉，是世界上唯一内置NIST可追踪温度标定和验证的微波马弗炉，可实现精确闭环温度控制，LCD屏显温度设定，实际炉内温度和升温指示，控制参数：加热速率（斜率），温度保持（闭锁）。双重TYPEK热电偶传感提供反馈信号，快速进行符合ISO和GLP的可溯源温度校正的温度计量标定和验证要求。 符合ASTM D5630-94热塑灰份测定，ASTM D1506-94b碳黑灰份测定，USP281灼烧残渣（硫化灰化测定）和USP733烧失量测定等标准。 1. 数字温度表标定梯度升温的参比精度； 2. NIST溯源标定器的快速标定； 3. 提供标定服务和证书，标定器溯源证明。 美国 CEM Phoenix 微波马弗炉/微波快速灰化系统 更多详情请浏览 http://www.pynnco.com , 或咨询培安公司：电话：010-65528800，传真：010-65519722，邮件 sales@pynnco.com

陕西师范大学导入日本ADVANCE-RIKO公司热电特性评价装置ZEM-3已验收完毕 陕西师范大学导入创元公司代理的日本ADVANCE-RIKO公司热电特性评价装置ZEM-3，已在该大学安装验收完毕。日本ADVANCE-RIKO公司是世界著名材料物性试验装置生产厂家之一。该公司是世界上首次推出这类设备的公司。数据可靠性能稳定。自进入中国以来深受热电领域广大用户喜爱。清华大学和中国科学院硅酸盐研究所等多次导入该装置。该装置主要原理和技术参数见如下彩页。欢迎来电垂询！ 电阻率/温差电动势测试系统 型号：zem-3 描述热力发电是一种通过热电效应材料产生电力的方法，由j.t.seebeck德国物理学家在1821年发现的。面对当前的全球由二氧化碳排放以及化学材料消耗而导致的温室效应，热电转变器件引起了注意，因为可以有效利用余热。为了迎合这种急迫的需求，advance riko公司为这些材料和器件开发了特性评估装置 特点●一台仪器可以用来同步测量温差电动势和电阻率。●仪器允许测量6到22mm长的棱柱或圆柱型试样。●试样支架采用独特的接触式平衡机构，保证测量的高重现性●v-i标绘测量能够用来判断引线是否紧密的接触了试样。●系统能够自动检查两个探针是否和试样达到了欧姆级接触，而且能够发现并找出最佳电流用来测定电阻率而不受热传递的影响。●测量由计算机控制，能够实现在等温差的一组温度值下自动测量，并消除有害电动势和接触电阻。●测量原始数据以text文档格式保存。 测量原理 棱柱形或圆柱形试样以垂直方式放置在加热炉的上下底座上，当试样被加热后，保持在一个指定的温度时，由底座的加热器再来加热以提供一个温度梯度，热电系数的测量是通过由挤压在试样侧面的热电偶测量上下温度t1和t2，随后测量同组两根热电偶丝的热电动势de。电阻率由dc四线法测得，一个恒定的电流i流过试样的两端，通过对两根导线之间热电动势值做减法，以测量和判定在同组热电偶丝之间的电压跌落dv。 参数规格●温度范围 -80℃(到100℃(l规格)50℃(到800℃(m8格)50(到1000℃(m10规格)●温度设定范围 测温步数和温度采样测量步数：最大125步●测量方法 温差电动势：静态直流法 电阻率：四电极法●气氛 低压氦气●样品尺寸 2-4mm正方形或直径2-4mm，长6-22mm（最大）●导线间距 4，6，8mm●电源供应 200vac，单相，40a（m8,m10规格） 100vac，单相，20a（l规格，m8和m10规格）●冷却水需求 自来水，水压大于1.5kgf/cm2流量大于7l/min p规格si80ge20烧结块体测试样例

创元公司代理的日本advance-riko公司热电特性评价装置zem-3近期在新奥集团再次中标创元公司代理的日本advance-riko公司热电特性评价装置zem-3近期在新奥集团再次中标，日本advance-riko公司是世界著名材料物性试验装置生产厂家之一。该公司是世界上首次推出这类设备的公司。所得数据非常可靠。自进入中国以来深受热电领域广大用户喜爱。清华大学和中国科学院硅酸盐研究所，武汉大学等多次导入该装置。该装置主要原理和技术参数见如下彩页。欢迎来电垂询！ 电阻率/温差电动势测试系统 型号：zem-3 描述热力发电是一种通过热电效应材料产生电力的方法，由j.t.seebeck德国物理学家在1821年发现的。面对当前的全球由二氧化碳排放以及化学材料消耗而导致的温室效应，热电转变器件引起了注意，因为可以有效利用余热。为了迎合这种急迫的需求，advance riko公司为这些材料和器件开发了特性评估装置 特点●一台仪器可以用来同步测量温差电动势和电阻率。●仪器允许测量6到22mm长的棱柱或圆柱型试样。●试样支架采用独特的接触式平衡机构，保证测量的高重现性●v-i标绘测量能够用来判断引线是否紧密的接触了试样。●系统能够自动检查两个探针是否和试样达到了欧姆级接触，而且能够发现并找出最佳电流用来测定电阻率而不受热传递的影响。●测量由计算机控制，能够实现在等温差的一组温度值下自动测量，并消除有害电动势和接触电阻。●测量原始数据以text文档格式保存。 测量原理 棱柱形或圆柱形试样以垂直方式放置在加热炉的上下底座上，当试样被加热后，保持在一个指定的温度时，由底座的加热器再来加热以提供一个温度梯度，热电系数的测量是通过由挤压在试样侧面的热电偶测量上下温度t1和t2，随后测量同组两根热电偶丝的热电动势de。电阻率由dc四线法测得，一个恒定的电流i流过试样的两端，通过对两根导线之间热电动势值做减法，以测量和判定在同组热电偶丝之间的电压跌落dv。 参数规格 ●温度范围 -80℃(到100℃(l规格)50℃(到800℃(m8格)50(到1000℃(m10规格) ●温度设定范围 测温步数和温度采样测量步数：最大125步 ●测量方法 温差电动势：静态直流法 电阻率：四电极法 ●气氛 低压氦气 ●样品尺寸 2-4mm正方形或直径2-4mm，长6-22mm（最大） ●导线间距 4，6，8mm ●电源供应 200vac，单相，40a（m8,m10规格） 100vac，单相，20a（l规格，m8和m10规格） ●冷却水需求 自来水，水压大于1.5kgf/cm2流量大于7l/min p规格si80ge20烧结块体测试样例

作为一个基本物理参量，温度与细胞的酶促反应、信号传导等代谢活动密切相关。准确探测细胞内的温度变化，不仅有助于深化对细胞代谢活动规律的认识，而且也具有潜在的临床上应用价值。细胞尺度一般在微米量级，传统的手段难以实现对细胞内温度的探测。目前，细胞内温度探测往往借助于纳米温度计——温敏型纳米发光探针。然而，在进行细胞内温度探测时，现有纳米发光探针的发光性质除受温度影响外，往往还受细胞内复杂的生化环境(如：pH、离子强度等)影响。而细胞内的pH、离子强度等生化环境在时间、空间上是高度动态的，严重影响了细胞内温度探测的准确性和可靠性。　　在前期成功构建高效量子点双光子发光探针(P-QD)基础上(Sci. Rep. 5, 9908 DOI:10.1038/srep09908)，中国科学院遗传与发育生物学研究所降雨强课题组与北京大学教授沙印林课题组继续深入合作。研究发现，在近生理温度 (20-45 oC) 范围内，P-QD的发光强度随温度升高成线性下降，并且这种变化规律不受pH、离子强度的影响。基于P-QD的纳米温度计，检测灵敏度高达0.43 oC 在pH 值4到11范围内，纳米温度计的发光强度变化小于2% 当溶液的离子强度为500 mM(远高于生理条件 ~100 mM)时，纳米温度计的发光强度变化仅有2%。此外，该类纳米温度计还具有很好的可逆性，温度在25 oC和37 oC之间交替变化100次，P-QD纳米探针的发光强度变化小于5%。上述这些性质，结合其优异的生物相容性，使得P-QD可以作为一种理想的细胞温度探针。基于该类新型纳米温度计，实现了单个、活的肿瘤细胞内温度变化准确、灵敏探测。　　该研究成果已于10月8日在线发表在Scientific Reports上(Sci. Rep. 5, 14879 doi:10.1038/srep14879)。文章通讯作者为中科院遗传发育所研究员降雨强、助理研究员韩荣成及北京大学教授沙印林。上述研究工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委等项目的支持。　　图示：a) 不同pH环境下，P-QD纳米探针的实物图(365nm照射下)及相对发光亮度对比 b) 不同离子强度下，P-QD纳米探针的实物图(365nm照射下)及相对发光亮度对比 c) 在25℃与37℃交替变化情况下，P-QD纳米探针的发光强度对比 d) 在细胞裂解液中，P-QD探测温度与热电偶温度计探测温度具有很好的一致性。

2022年5月3日至6日，第34届质量保证控制国际交易会（The 34th Control international trade fair）取得了巨大成功。在因疫情中断两年后，600多家参展商终于在德国斯图加特再次体验QA创新的技术，包括视觉技术、图像处理和传感器技术，以及测量和测试技术等。创新的解决方案和高效、尖端的质量保证技术让来宾们大开眼界。Tinus Olsen（天氏欧森）携其明星产品万能材料试验机ST系列及熔融指数仪MP1200亮相会场，除此之外，多项尖端科技对质量控制领域的补充也让来宾叹为观止。 亮点一 Vector引伸计 （单长度及多长度测量） Vector引伸计能够 辅助进行拉伸、压缩、剪切、以及弯曲试验中的应变试验，其具有非接触式的数字化设计，支持自动化过程的标距标记。根据材料不同，有多种标记选择：点、环、线、斑，包括材料表面跟踪。可提供模拟和或串行数字格式的输出数据。 与其他光学引伸计相比，它的反应更快，开机即可测量，并可与测试软件集成。适合于金属、合金、复合材料、低应变塑料等。多长度测量型Vector Multiple 200：横向1.5-120mm标距范围，基于140mm FOV纵向10-150mm标距范围，基于200mm FOV0.5µm分辨率(1.9685039e-5in)，ISO 9513 Class 0.5和ASTM E83 Class B1单长度测量Vector Single 500：纵向10-500mm标距范围，基于500mm FOV 1µm分辨率(3.93701e-5in)，ISO 9513 Class 0.5和ASTM E83 Class B1单长度测量Vector Single 200：纵向10-150mm标距范围，基于200mm FOV 0.5µm分辨率(1.9685039e-5in)，ISO 9513级0.5和ASTM E83 Class B1更多机型将陆续面世。亮点二350°C环境箱Tinius Olsen的环境箱适合大部分双立柱或四立柱的材料试验机。新款在-100-350℃的温度范围内进行物性测试。4kW高功率配备Horizon软件确保全温度范围的控制及分析。●可移动的顶部和底部箱室壁组件，在箱体进出测试区域时，不会影响试样的夹具配置和拉杆。 ●可选配增强箱体温度控制，采用双热电偶测量和反馈系统。 ●兼容接触式和非接触式的引伸计。 ●可编程控制器，使用Horizon软件自动管理。 ●内部照明另有更多温度范围的环境箱：室温至350摄氏度室温至600摄氏度-150至350摄氏度-150至600摄氏度亮点三配合环境箱使用的30KN楔形夹具及50KN楔形夹具绞盘手动自锁紧楔形夹具。楔形作用在整个拉伸测试过程中提供持续的夹持压力。 同一时期，Tinius Olsen的仪器也出现在巴黎JEC World展。JEC World是国际性复合材料及应用的专业展会，聚集了全球各地与复合材料有关的制造研发、应用扩展等相关展商，致力于促进复合材料行业及其应用市场的发展。

p　　常规的热分析仪器主要有热重分析仪(TGA)，差热分析仪(DTA)，差示扫描量热仪(DSC)，热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)。/pp　　热分析仪器测量各种各样的物理量需要靠其核心部件来实现。这些部件有电子天平、热电偶传感器、位移传感器等。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong电子天平/strong/span/pp　　电子天平是热重分析仪(TGA)和同步热分析仪(STA)的核心部件，是测量试样质量的关键。/pp　　电子天平采用了现代电子控制技术，利用电磁力平衡原理实现称重。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b44413c9-13e5-46ab-a916-78c021d42f3e.jpg" title="电压式微量热天平.png"//pp style="text-align: center "strong电压式微量热天平/strong/pp　　天平的秤盘通过支架连杆与线圈连接，线圈置于磁场内，当向秤盘中加入试样或被测试样发生质量变化时，天平梁发生倾斜，用光学方法测定天平梁的倾斜度，光传感器产生信号以调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，线圈转动恢复天平梁的倾斜。在称量范围内时，磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，可用下式表示：/pp style="text-align: center "F=KBLI/pp　　其中K为常数(与使用单位有关)，B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I为通过线圈导线的电流强度。电磁力F和秤盘上被测物体重力的力矩大小相等、方向相反而达到平衡。即处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I即可知道物体的质量m。/pp　　无论采用何种控制方式和电路结构，其称量依据都是电磁力平衡原理。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热电偶传感器/strong/span/pp　　热电偶传感器是所有热分析仪器均会用到的部件，用于测定不同部位(试样、炉体)的温度。/pp　　热电偶传感器是工业中使用最为普遍的接触式测温装置。这是因为热电偶具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点，并且结构简单、使用方便。热电偶能够将热能直接转换为电信号，并且输出直流电压信号，使得显示、记录和传输都很容易。/pp　　热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)，即热电效应。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度。/pp　　热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数 热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关 当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关 若热电偶冷端的温度保持一定，热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个连接点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong位移传感器/strong/span/pp　　位移传感器是热膨胀仪(DIL)、热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)中会用到的核心部件。通过测定直接放置于试样上或覆盖于试样的石英片上的探头的移动，来测定试样的尺寸变化。/pp　　LVDT位移传感器，LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接，产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力，保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。/p

在很多研究实验中，都需要对设备进行热点监控，因此Teledyne FLIR高速热像仪越来越受到瞩目。今天，小菲就来说一个Teledyne FLIR 高速热像仪在进行电池滥用测试中应用的案例。选择Teledyne FLIR的原因位于印第安纳州纽伯里的电池创新中心 (BIC) ，是一家合作性非营利机构，专注于为商业和国防客户提供安全、可靠和轻量化电池的快速开发、测试、验证和商业化的服务。其部分测试过程包括各种滥用测试，将电池暴露于最恶劣的情况，以确定并解决由此产生的安全问题。近些年，我们对电池的需求急剧增加，为了满足这一需求，电池的型号在不断增加，使其性能和安全性的验证变得越来越重要。“电池的测试至关重要”，BIC 总裁兼首席执行官 (CEO) Ben Wrightsman 说。“在进行测试时，我们希望收集尽可能多的数据，并且我们希望能够确信我们的数据是准确的，”BIC项目总监Ashley Gordon解释说。为了从这些测试中收集尽可能多的数据，BIC选用了Teledyne FLIR 高速热像仪，它可显示用其他技术无法捕捉的热成像细节。在电池的使用过程中，事故是难免的，而在事故发生时，一定要知道电池会有什么反应，比方说如果电池着火，引起周围材料着火的速度有多快，可能性有多大。“我们模拟最坏的情况以收集数据，然后就知道预期会发生什么情况，”Gordon 说。BIC在2020年年底购入的FLIR高速热成像仪已成为其收集数据的关键。传统热电偶的局限性“在我们拥有热成像仪之前，主要采用体积较大的热电偶和更普通的红外 (IR) 设备，”BIC 研究总监 James Fleetwood 博士说。热电偶是一种由两根不同的导线组成的廉价温度传感器，常用于工业领域的温度测试。然而，它们也存在许多局限，特别是对于在BIC进行的电池测试。热电偶的主要缺点是一次只能测量一个点。“如果我只使用热电偶，得到的是接触点的温度读数。这意味着只有热电偶所在位置的读数，”BIC实验室技术员Rodney Kidd解释说。热电偶的放置也容易出现偏差。“这是一种自我实现反馈，”Fleetwood 博士说。“你其实并不知道热点在哪里，只有已知位置对应的测量值。”电池滥用测试中的热观察电池要接受的滥用测试之一是针刺，该测试用于模拟短路，而短路可能导致电池过热、着火甚至爆炸。“如果我们在进行针刺测试时只能使用热电偶，你实际上必须在整个电池表面放置一千个热电偶，才能清楚地了解整个电池的温度分布，”Kidd 说。了解短路和热量扩散如何导致气体积聚及这些气体和其他电池材料从哪里排出（以及它们有多热）对于工程师来说非常重要。“我们不能保证每次都能防止电池着火，”Kidd 解释说，“但我们可以减轻损害程度，并引导其进入安全的通道。”“这是我们以前用热电偶和普通红外热像仪所无法捕捉到的，”Kidd 说。虽然它们也能看到碎屑排出，但材料在接触大气时会立即冷却。“有了FLIR高速热像仪，我就可以放慢速度，并捕捉到这种材料，其温度有时可高达700℃，甚至更高”他解释说。FLIR高速热成像技术可展现全局热成像技术与热电偶不同，热电偶必须直接放置在采集温度数据的点上，而热成像则可同时提供电池上每个点的数据。“它可以提供全局视野，并且收集的数据点显然多得多，这有助于对其进行分析，并且可以帮助我们提出下一步要进行的测试。”Gordon 说。通过FLIR热成像仪，工程师不仅可以很容易看到在滥用测试时电池外部发生的情况，还可以看到内部发生的情况，以及热量的变化情况。“我们可以立即看到温度是如何传递的，并且可以看到是否出现热点，即使在那个点上没有热电偶，”Gordon 继续说。其结果是热成像比单纯的通过/失败认证提供了更多的信息。“比起系统是否着火，热图谱可以告诉你更多有关热管理系统效果的信息，”Fleetwood 博士说。热成像不仅每一帧都提供大量数据，而且还提供了一种直观了解测试过程中情况的方法。“我认为，一般而言，与包含成千上万的数字和通用图表的Excel表格相比，每一个人都更能理解图像或视频所展示的情况。”希望定格快速移动目标或定格快速升温或冷却目标的热动态画面的研究人员，需要的不只是能获得快速帧频的热像仪。真正的高速红外成像需要快积分时间（短至仅几微秒）以及能以29,000帧/秒的速度捕获数据。如今FLIR新一代红外探测器使记录640×512像素全帧高速数据成为可能，这意味着研究人员能在不损失视窗中帧区域的情况下对喷气发动机涡轮叶片、超音速射弹、爆炸等进行动态分析。

p　　差示扫描量热法是在程序控温和一定气氛下，测量流入流出试样和参比物的热流或输给试样和参比物的加热功率与温度或时间关系的一种技术，使用这种技术测量的仪器就是差示扫描量热仪(Differential scanning calorimeter-DSC)。/pp　　扫描是指试样经历程序设定的温度过程。以一个在测试温度或时间范围内无任何热效应的惰性物质为参比，将试样的热流与参比比较而测定出其热行为，这就是差示的含义。测量试样与参比物的热流(或功率)差变化，比只测定试样的绝对热流变化要精确的多。/pp　　差热分析法是测量试样在程序控温下与惰性参比物温差变化的技术，使用这种技术测量的仪器就是差热分析仪(Differential thermal analyzer-DTA)。DTA是将试样和参比物线性升温或降温，以试样与参比间的温差为测试信号。DTA曲线表示试样与参比的温差或热电压差与试样温度的关系。/pp　　现在，DTA主要用于热重分析仪(TGA)等的同步测量，市场上已难觅单独的DTA仪器。/pp　　DSC主要有两类：热通量式DSC和功率补偿式DSC。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热通量式DSC/strong/span/pp　　热通量式DSC是在程序控温和一定气氛下，测量与试样和参比物温差相关的热流与温度或时间关系的一种技术和仪器。热通量式DSC是通过试样与参比物的温差测量流入和流出试样的热流量。/pp　　热通量式DSC的测量单元根据所采用的传感器的不同而有所区别。/pp　　如下图所示为瑞士梅特勒-托利多公司采用金/金-钯热电偶堆传感器设计的DSC测量单元示意图。传感器下凹的试样面和参比面分别放置试样坩埚和参比坩埚(一般为空坩埚)。热电偶以星形方式排列，以串联方式连接，在坩埚位置下测量试样与参比的温差。试样面和参比面的热电偶分布完全对称。几十至上百对金/金-钯热电偶串联连接，可产生更高的测量灵敏度。传感器的下凹面提供必要的热阻，而坩埚下的热容量低，可获得较小的信号时间常数。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/f02e8309-d24c-4db9-9b02-ba4b239805a5.jpg" title="金_金-钯热电偶堆传感器热通量式DSC测量单元截面示意图.jpg" width="400" height="345" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 345px "//pp style="text-align: center "strong金/金-钯热电偶堆传感器热通量式DSC测量单元截面示意图/strong/pp　　如下图所示为美国Waters公司采用的康铜传感器设计的DSC测量单元示意图。康铜是一种铜-镍合金(55%Cu-45%Ni)。康铜与铜、铁、镍/铬等组成热电偶时，灵敏度较高(μV/K较大)。与贵金属铂、金/金-钯等相比，康铜耐化学腐蚀性较差。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/be5eca73-9eb5-41bf-83a6-dd1c6a5325a1.jpg" title="康铜传感器热通量式DSC测试单元示意图.jpg" width="400" height="255" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 255px "//pp style="text-align: center "strong康铜传感器热通量式DSC测试单元示意图/strong/pp　　传感器上凸的试样面和参比面分别放置试样坩埚和参比坩埚(一般为空坩埚)。两对热电偶分别测量试样温度和参比温度，测得温差。/pp　　热通量式DSC的炉体一般都由纯银制造，加热体为电热板或电热丝。可选择不同的冷却方式(自然或空气、机械式或液氮冷却等)。/pp　　热通量式DSC热流的测量/pp　　以金/金-钯热电偶堆传感器设计的DSC为例，热流Φ以辐射状流过传感器的热阻 热阻以环状分布于两个坩埚位置下面。热阻间的温差由辐射状排列的热电偶测量。根据欧姆定律，可得到试样面的热流Φ1(由流到试样坩埚和试样的热流组成)为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13d50f86-2166-44cc-93f7-4a0dfc48a0e2.jpg" title="DSC-1.jpg"//pp式中，Tsubs/sub和Tsubc/sub分别为试样温度和炉体温度 Rsubth/sub为热阻。/pp　　同样可得到参比面的热流Φr(流到参比空坩埚的热流)为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/66a68742-b966-4f01-80ea-6940d21e12f9.jpg" title="DSC-2.jpg"//pp式中，Tsubr/sub为参比温度。/pp　　DSC信号Φ即样品热流等于两个热流之差：/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8b903427-9007-493f-8229-23065fe62ac7.jpg" title="DSC-3.jpg"//pp　　由于温差由热电偶测量，因此仍需定义热电偶灵敏度的方程S=V/ΔT。式中，V为热电压。于是得到/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/54c0c2b1-c913-449b-84db-541255ac821e.jpg" title="DSC-4.jpg"//pp式中，热电压V为传感器信号 Rsubth/subS的乘积称为传感器的量热灵敏度 Rsubth/sub和S与温度有关 令Rsubth/subS为E，E与温度的关系可用数学模型描述。/pp　　在DSC曲线上，热流的单位为瓦/克(W/g)=焦耳/(秒· 克)[J/(s· g)]，以峰面积为例，热流对时间(s)的积分等于试样的焓变ΔH，单位为焦耳/克(J/g)。/pp　　热通量式DSC试样温度的测量/pp　　炉体温度Tsubc/sub用Pt100传感器测量。Pt100基本上是由铂金丝制作的电阻。/pp　　DSC测试所选择的的升温速率基于参比温度而不是试样温度，因为试样可能发生升温速率无法控制的一级相变。/pp　　与热阻有关的温差ΔT对于热流从炉体流到参比坩埚是必需的。该温差通常是通过升高与ΔT等值的炉体温度实现的。炉体温度Tsubc/sub与参比温度Tsubr/sub的时间差等于时间常数τsublag/sub，与升温速率无关。/pp　　在动态程序段中，计算得到的温度升高ΔT加在炉体温度设定值上，因而参比温度完全遵循温度程序。/pp　　严格来说，试样内的温度与测得的试样坩埚的温度存在微小差别。通过在软件中正确选择热电偶的灵敏度，可补偿该差别。/pp　　采用康铜传感器设计的DSC仪器，试样坩埚温度由热电偶直接测量。也需要通过软件中正确选择热电偶的灵敏度，通过修正来获得试样内的温度。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong功率补偿式DSC/strong/span/pp　　功率补偿式DSC是在程序控温和一定气氛下，保持试样与参比物的温差不变，测量输给试样和参比物的功率(热流)与温度或时间关系的一种技术。与热通量(热流)式DSC采用单独炉体不同，功率补偿式DSC以两个独立炉体分别对试样和参比物进行加热，并各有独立的传感装置。炉体材料一般为铂铱合金，温度传感器为铂热电偶。/pp　　如下图所示为美国珀金埃尔默公司功率补偿式DSC测量单元的示意图。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c459d34d-d427-453c-acdf-3a462e04e3e4.jpg" title="功率补偿式DSC测量单元示意图.jpg" width="400" height="263" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 263px "//pp style="text-align: center "strong功率补偿式DSC测量单元示意图/strong/pp　　由于采用两个小炉体，与热通量式DSC相比，功率补偿式DSC可达到更高的升降温速率。/pp　　功率补偿式DSC对两个炉体的对称性要求很高。在使用过程中，由于试样始终只放在试样炉中，两个炉体的内部环境会随时间而改变，因此容易发生DSC基线漂移。/pp　　功率补偿式DSC热流的测量/pp　　功率补偿式DSC仪器有两个控制电路，测量时，一个控制升降温，另一个用于补偿由于试样热效应引起的试样与参比物的温差变化。当试样发生放热或吸热效应时，电热丝将针对其中一个炉体施加功率以补偿试样中发生的能量变化，保持试样与参比物的温差不变。DSC直接测定补偿功率ΔW，即流入或流出试样的热流，无需通过热流方程式换算。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/4b2384fe-4770-4f1b-af33-e5d731956a4c.jpg" title="DSC-5.jpg"//pp式中，QsubS/sub为输给试样的热量 QsubR/sub为输给参比物的热量 dH/dt为单位时间的焓变，即热流，单位为J/s。/pp　　由于试样加热器的电阻RS与参比物加热器的电阻RsubR/sub相等，即RsubS/sub=RsubR/sub，因此当试样不发生热效应时，/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13c863c9-be1e-4808-942f-e0765844b444.jpg" title="DSC-6.jpg"//pp式中，IsubS/sub和IsubR/sub分别为试样加热器和参比加热器的电流。/pp　　如果试样发生热效应，则输给试样的补偿功率为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1fa7ba2d-3a0b-4911-a86b-801d2336f395.jpg" title="DSC-7.jpg"//pp设RsubS/sub=RsubR/sub=R，得到/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/83f06029-71c9-4e13-bf3e-d2c6b64eed1a.jpg" title="DSC-8.jpg"//pp因总电流IsubT/sub=IsubS/sub+IsubR/sub，所以/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/35825b17-b30d-4aa7-9bc8-a8a1ae877397.jpg" title="DSC-9.jpg"//pp式中，ΔV为两个炉体加热器的电压差。/pp　　如果总电流IsubT/sub不变，则补偿功率即热流ΔW与ΔV成正比。/ppbr//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strongDSC仪器性能评价的重要参数/strong/span/ppstrongDSC仪器的灵敏度和噪声/strong/pp　　每个传感器都具有一定的灵敏度。灵敏度是指单位测量值的电信号大小，用每度热电压(V/K)表示。例如，室温时的铜-康铜热电偶的灵敏度约为42μV/K，金-金钯热电偶约为9μV/K，铂-铂铑(10%铑，S型)热电偶约为6.4μV/K。/pp　　信号的噪声比灵敏度更加重要，因为现代电子装置能将极其微弱的信号放大，但同时也会将噪声放大。噪声主要有三个来源：量的实际随机波动(如温度的微小波动) 传感器产生的噪声(统计测量误差) 放大器和模-数转换器的噪声。/pp　　噪声与叠加在信号上的不同频率的交流电压相一致。因此，对于交流电压，噪声可用均方根值(rms)或峰-峰值(pp)表示。rms值得计算式为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8355adf9-cd1e-46b0-9538-67ac7bd524e4.jpg" title="DSC-10.jpg"//pp式中，n为信号值个数 xsubi/sub为单个信号值 x为平均信号值。/pp　　对于正弦振动，pp/rms比为2 (2.83左右) 对于随机噪声，比值为4~5。/pp　　灵敏度与检测极限是不同的。检测极限(常误称为“灵敏度”)指可检出的测试信号的最小变化量。检测极限比背景噪声明显要大，如10倍与rms值(或pp值的2倍)。信号和噪声水平决定最终的检测极限。/pp　　值得指出的是，通过数学光滑方法可容易地获得低噪声水平，但这样会同时“修剪”掉微弱却真实的试样效应，所以噪声水平低并不一定表示灵敏度高。/pp　　TAWN灵敏度最初是由荷兰热分析学会提出的方法，用来比较不同的DSC仪器。TAWN灵敏度测试法测量一个已知弱效应的试样，用峰高除以峰至峰噪声得到的信/噪比来表征DSC仪器的灵敏度。峰高/噪声的比值越高，DSC仪器的灵敏度越好。/ppstrongDSC仪器的分辨率与时间常数/strong/pp　　在很小温度区间内发生的物理转变的分辨率(分离能力)是DSC仪器的重要性能特征。分辨率好的仪器给出高而窄的熔融峰，换言之，峰宽应小而峰高应大。/pp　　分辨率的表征方法有多种，常用的有铟熔融峰峰高与峰宽比、TAWN分辨率和信号时间常数等。/pp　　由铟熔融峰测定的分辨率=峰高/半峰宽，数值越高表明分辨率越好。TAWN分辨率为基线至两峰之间DSC曲线的最短距离与小峰高度之比，数值越低表明分辨率越好。信号时间常数τ定义为从峰顶降到后基线的1/e，即降63.2%的时间间隔。信号时间常数τ是热阻Rsubth/sub与试样、坩埚和坩埚下传感器部分的热容之和(C)的乘积，τ=Rsubth/subC。显然，较轻的铝坩埚可得到较小的信号时间常数。信号时间常数越小，DSC分辨率越好。/p

p　　热重分析是在程序控温和一定气氛下，测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA)，热重分析仪也被称为热天平。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热重分析仪基本结构/strong/span/pp　　热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。/ppstrong热天平/strong/pp　　热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温)，当被测试样发生质量变化，光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈，产生反向电磁力矩，驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title="电压式微量热天平.png"//pp style="text-align: center "strong电压式微量热天平/strong/pp　　热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法，即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度，以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为：当被测物发生质量变化时，光传感器能将质量变化转化为直流电信号，此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈，产生反向电磁力矩，驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比，即样品的质量变化可转变电压信号。/pp　　TGA有三种热天平结构设计：上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方，试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方，坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面，坩埚支架水平插入炉体。/pp　　天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。/pp　　天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。/pp　　物体的质量是物体中物质量的量度，而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力，TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化，需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线，再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。/ppstrong加热炉/strong/pp　　炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title="炉体结构图.png"//pp style="text-align: center "strong炉体结构图/strong/pp　　1-气体出口活塞，石英玻璃 2-前部护套，氧化铝 3-压缩弹簧，不锈钢 4-后部护套，氧化铝 5-炉盖，氧化铝 6-样品盘，铂/铑 7-炉温传感器，R型热电偶 8-样品温度传感器，R型热电偶 9-冷却循环连接夹套，镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接，镀镍黄铜 11-炉休法兰，加工过的铝 12-转向齿条，不锈钢 13-收集盘，加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口，不锈钢 16.保护性气体入口，不锈钢 17-用螺丝调节的夹子，铝 18-冷却夹套，加工过的铝 19-反射管，镍 20-隔离护套，氧化铝 21-炉子加热器，坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管，氧化铝 23-反应性气体导管，氧化铝 24-样品支架，氧化铝 25-炉体天平室垫圈，氟橡胶 26-隔板、挡板，不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈，硅橡胶 28-反应性气体入口，不锈钢 29-天平室，加工过的铝/ppstrong程序控温系统/strong/pp　　加热炉温度增加的速率受温度程序的控制，其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制，如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是，对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的，并能够与不同类型的热电偶相匹配。/pp　　当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率)，温度控制系统会按照所设置的条件程序升温，准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行，热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方，保证样品离样品温度测量点较近，温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源，其位于炉管的表面。/ppstrong气氛控制系统/strong/pp　　气氛控制系统分为两路，一路是反应气体，经由反应性气体毛细管导入到样品池附近，并随样品一起进入炉腔，使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定，有的样品需要通入参与反应的气体，而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体，通入并对天平室内进行吹扫，防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室，这样既可以使天平得到很高的精度，也可以延长热天平的使用寿命。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热重分析仪测量曲线/strong/span/pp　　热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线，DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线，体现了质量随温度或时间的变化速率。/pp　　当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时，质量发生变化，反应在TGA曲线上可观察到台阶，在DTG曲线上可观察到峰。/pp　　引起试样质量变化的效应有：挥发性组分的蒸发，干燥，气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸，结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解，并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。/pp　　同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量，但灵敏度往往不及单独的DSC，限制了其应用。/p

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。在工业领域、在日常生活中，温度与我们息息相关。在医药、食品、电气、化工、航空、航天等领域中，温度都是一个重要参数。温度测量以及对这些温度传感器和测温仪的准确性的检定校准显得尤为重要。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，温度测量技术也在不断完善提高。随着温度测量范围越来越广，根据不同的要求生产出有所不同需求的温度测量仪器。小编特对测温技术与仪器进行盘点，以供读者参考。膨胀式温度计膨胀式温度计是利用物体受热膨胀原理制成的温度计，主要有液体膨胀式、固体膨胀式和压力式温度计三种。液体膨胀式温度计中最常见的液体膨胀式温度计是玻璃管式温度计。压力式温度计是利用密闭容积内工作介质的压力随温度变化的性质，通过测量工作介质的压力来判断温度值的一种机械式仪表。最常见的液体膨胀式温度计是玻璃管式温度计，主要由液体储存器、毛细管和标尺组成。根据所充填的液体介质不同能够测量-200~750℃范围的温度。玻璃管液体温度计由于其直观、测量准确、结构简单、造价低廉等优点，被广泛应用于工业、实验室和医院等各个领域及日常生活中。但其不能自动记录、不能远传、易碎，且测温有一定延迟。压力式温度计压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值。这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点，它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、0-10mA或4-20mA信号。是目前使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。压力式温度计适用于工业场合测量各种对铜无腐蚀作用的介质温度，若介质有腐蚀作用应选用防腐型。压力式温度计广泛应用于机械、轻纺、化工、制药、食品行业对生产过程中的温度测量和控制。防腐型压力式温度计采用全不锈钢材料，适用于中性腐蚀的液体和气体介质的温度测量。电阻温度计电阻温度计，也称为电阻温度探测器（RTDs），其是一种根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，在低温下还有碳、锗和铑铁电阻温度计。铂是一种贵金属，在最大温度范围内具有最稳定的电阻—温度关系。镍元素的温度范围有限，因为在温度超过300°C时，每个温度变化的电阻变化量变得非常非线性。铜具有非常线性的电阻—温度关系 然而，铜在中等温度下会氧化，不能在低于150°C的温度下使用。因此，电阻温度计几乎无一例外地由铂制造而成，电阻温度计也常被称为铂电阻温度计。精密的铂电阻温度计是最精确的温度计，温度覆盖范围约为14～903K，其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际实用温标的基准温度计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计。如今，在许多低于600℃的工业应用场合，铂电阻温度计正逐渐地取代热电偶。热敏电阻温度计热敏电阻温度计是一种可量度体温和室温的温度计，它有一个安培计/电流计和电源。当温度升高时，电热调节器（温度计的探测器）所探测到的电流会增加，电阻会减少。电流增加表明温度在升高；而电阻增加则表示温度在降低。不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。两者也有不同的温度响应性质，电阻温度计适用于较大的温度范围；而热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90~130℃。铂电阻温度计的优点是线性好，其分度表很容易计算出来。但是其温度系数较小。热敏电阻器温度系数大，但曲线是非线性的，需要拟合。热敏电阻的材料决定了其一致性差，但是温度灵敏度高，可对微小的温度变化产生灵敏的反应，可以小型化，加工性强，测量一般热电偶和RTD无法测量的位置，如生物医药应用。热电偶温度计热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。由于其结构简单、测量范围宽、使用方便、测温准确可靠，信号便于远传、自动记录和集中控制，因而在工业生产中应用极为普遍。热电偶温度计由三部分组成：热电偶（感温元件）；测量仪表（动圈仪表或电位差计）；连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线）。热电偶是工业上最常用的一种测温元件，它是由两种不同材料的导体焊接而成。两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。液晶温度计液晶是一类有机化合物，在一定的温度范围内，它呈现出介于液体和晶体之间的状态，它既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，其光学上的特异性能尤其引人注目。可利用液晶材料的温一色效应，根据液晶颜色变化来测定物体表面的温度分布。这种方法已成功地用于医学上的肿瘤部位诊断、末梢血管的功能检查和体温测量工业中的无损探伤、微波场及超声波场的测试，生化、微生物实验研究等众多领域。对于某些特殊的应用场合，例如，对只产生微量热效应的生化、微生物反应的观察和测定，对于不允许测温元件对被测对象的温度场造成干扰和希望测温元件的热容量降至最小的场合，以及只允许测温元件与其表面接触的生物体温度的测量等，液晶测温有其明显的优点。液晶温度计可用于多种应用，从读取患者的体温到化学实验室或啤酒厂中精确测量液体和空气温度范围。液晶温度计的低成本以及精确测量各种温度范围的能力，使该温度计成为许多制造和医疗过程不可或缺的一部分。随着环境温度的升高和降低，基于类胆固醇的胆甾醇型液体的颜色会沿着试纸条变化。要读取液晶温度计，用户只需注意温度计的颜色变化即可。在某些情况下，温度计还会在温度上标出数字标记，以提高读数的准确性。当今使用的一种最常见的液晶温度计类型是一条胶粘带，该胶粘带附着在瓶子或实验室设备的外表面上，可以准确地读取容器的温度。对于啤酒的微酿造等操作，液晶温度计可精确测量酿造容器中的温度范围。虽然测量的精度不如浸入液体中的激光温度计或传统温度计，但液晶温度计产生的结果对于必须保持在特定温度范围内而不是特定目标的反应具有足够的精度温度。饲养热带鱼或外来宠物（如爬行动物和两栖动物）的爱好者也将液晶温度计安装在水族箱的外表面，以准确测量内部水或空气的温度范围。这些温度计易于更换且成本低廉，与传统的水银温度计可能会对水箱中的动物或鱼类造成伤害不同，液晶式温度计不易破裂和释放有害化学物质。在实验室中，液晶温度计可用于测量温度变化和传输模式。液晶温度计的基于类胆固醇的液体可用于通过对流，辐射和传导有效地跟踪热量的传递。通过加热温度计，然后跟踪液体通过蒸发或浸入降低温度计温度的速度，也可以使用相同的原理来显示液体的冷却特性。辐射温度计辐射温度计属非接触式测温仪表，是基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系设计而成，主要涉及到的理论定律是黑体辐射定律，更为具体一点说则是运用了普朗克定律。其特点为：测温范围广，原理结构复杂；测量时，感温元件不与被测对象直接接触，不破坏被测对象的温度场；通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度；但不能直接测被测对象的真实温度，且所测温度受物体发射率、中间介质和测量距离等因素影响。辐射温度计主要包括三个种类：光学高温计、辐射高温计、色比温度计。这三种温度计都能够做到不直接接触被测物体，弥补因高温而造成的人工测温的局限性，是我国目前最广泛应用的温度计种类。在传统的观念中，对于物体温度的概念就是其热辐射的情况，然而实际上对于一定量的热辐射来说，其温度并不是固定值，所以依据热辐射来判断物体温度是极为不准确的。在辐射测温学说当中，为弥补热辐射测温的漏洞，就有了表观温度的概念，其主要包括亮度温度、辐射温度和颜色温度，三种辐射温度计也是依据这一概念产生的。（1）光学高温计，也称光学高温计，是根据物体单色辐射亮度跟随温度变化原理而制成的非接触式温度测量仪表。光学高温计运用的主要原理是普朗克公式。一般情况下，对于亮度的测量会使用平衡法来完成，就是用人的肉眼来比较被测主体的在一定温度下的灯泡亮度来判定被测主体当前的温度，灯丝的电流即是测量结果的主要参数，再将电流与温度上的刻度表进行对应比较，就是光学高温计的传统工作方式。这种传统的光学高温计的优势在于其结构简单、便于使用，可测量的范围较为宽泛，精度也较为准确，但是其缺点在于仅靠人的肉眼来进行比较，就容易造成测量数据的误差，所以新型的光学高温计采用光电敏感元件来代替人眼，数据准确性大大提高。（2）辐射高温计是根据物体在整个波长范围内的辐射能量与其温度之间的函数关系设计制造的。辐射高温计属于透镜聚焦式的感温器，运用热辐射效应的原理，聚焦在热敏元件上，继而转变成电参数，它可以依据测温的实际需要进行拆卸，并可形成被测物体的影像。辐射高温计属于相对简易的非接触性测温仪表，由于其运用热辐射原理工作，被广泛运用于冶金、机械、化学工业等领域，主要用于显示和自动调节被测温度。（3）色比温度计是一种非接触式的红外温度计，主要根据被测物体发射出的颜色温度的红外辐射来进行测量。色比温度计测温的主要依据是被测主体发射的红外能量之比来实现温度测量的，其是将红外能量通过滤波器送到探头，再由探头转换成电信号，最后由温度计刻度显出。其常用的测温环境为 600-3000 摄氏度，常搭配观测管使用，有效减少周遭环境的干扰而获得较为精准的数据。我国的工业生产水平越来越高，发展脚步也越来越快，这对工业生产的各个环节提出的要求也就随之越来越高，尤其是在对生产设备的温度控制上，将温度控制在一个合理的范围之内，对于生产的产品质量和提高生产效率来说都是十分重要的，测温仪器的重要性正日益凸显。

近日，由全国仪表功能材料标准化技术委员会组织，重庆仪表材料研究所、成都光明光电股份有限公司、北京玻璃研究院、中国科学院光电技术研究所、重庆川仪金属功能材料分公司等单位负责制修订的30项热电偶丝、电阻合金、光学玻璃、复合带材等材料及测试方法国家标准经国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会批准发布，分别于2011年5月1日和2011年6月1日起实施。标准文本由中国标准出版社印刷出版。　　这30项国家标准分别于2006、2007年批准立项，全国仪表功能材料标准化技术委员会作为技术归口单位，组织完成了该批国家标准的起草工作，分别召开了标准起草工作会议，并以会议审查和函审的形式组织标委会委员及专家对标准进行了审查，于2009年完成了标准报批等工作。　　各标准起草工作组在标准编制过程中，广泛采纳了专家、学者的意见和建议，经过反复论证、分析讨论，对标准多处细节进行了修订，分阶段完成了标准讨论稿、征求意见稿、送审稿和报批稿。使标准文本表述更加科学、规范、先进和更具指导性。　　30项国家标准的各项技术指标先进、科学、合理，体现了行业的特点，符合我国国情，达到国内领先和国际先进水平，该批标准的制修订和贯彻实施，将对提高我国S、R、B、K、E型热电偶丝，锰铜、康铜精密电阻合金，滤光玻璃，无色光学玻璃，复合带材的质量，提高技术水平起到积极的促进作用。　　至此，在全国仪表功能材料标准化技术委员会的周密组织下、在各标准起草单位的大力支持下、在标准起草人的共同努力下，全国仪表功能材料标准化技术委员会承担的2006年度国家标准制修订计划项目划上了圆满的句号。30项仪表功能材料国家标准的批准发布，标志着全国仪表功能材料标准化技术委员会自2008年 成立后，拥有了更大的国家标准制修订主动权和话语权。批准发布的30项仪表功能材料国家标准序号标准号标准名称代替标准号实施日期1GB/T 1598-2010铂铑10-铂热电偶丝、铂铑13-铂热电偶丝、铂铑30-铂铑6热电偶丝GB/T 1598-1998GB/T 2902-1998GB/T 3772-19982011-05-012GB/T 2614-2010镍铬-镍硅热电偶丝GB/T 2614-19982011-05-013GB/T 2904-2010镍铬-金铁、铜-金铁低温热电偶丝GB/T 2904-19822011-05-014GB/T 4990-2010热电偶用补偿导线合金丝GB/T 4990-19952011-05-015GB/T 4993-2010镍铬-铜镍（康铜）热电偶丝GB/T 4993-19982011-05-016GB/T 6145-2010锰铜、康铜精密电阻合金线、片及带GB/T 6145-19992011-05-017GB/T 6146-2010精密电阻合金电阻率测试方法GB/T 6146-19852011-05-018GB/T 6149-2010新康铜电阻合金GB/T 6149-19852011-05-019GB/T 16701-2010贵金属、廉金属热电偶丝热电动势　测量方法GB/T16701.1-1996GB/T16701.2-19962011-05-0110GB/T 7962.1-2010无色光学玻璃测试方法 第1部分：折射率和色散系数GB/T 7962.1-19872011-05-0111GB/T 7962.2-2010无色光学玻璃测试方法 第2部分：光学均匀性 斐索平面干涉法GB/T 7962.2-1987, GB/T 7962.4-19872011-05-0112GB/T 7962.3-2010无色光学玻璃测试方法 第3部分：光学均匀性 全息干涉法GB/T 7962.3-19872011-05-0113GB/T 7962.4-2010无色光学玻璃测试方法 第4部分：折射率温度系数GB/T 7962.22-19872011-05-0114GB/T 7962.5-2010无色光学玻璃测试方法 第5部分：应力双折射GB/T 7962.5-1987, GB/T 7962.6-19872011-05-0115GB/T 7962.6-2010无色光学玻璃测试方法 第6部分：杨氏模量、剪切模量及泊松比GB/T 7962.23-19872011-05-0116GB/T 7962.8-2010无色光学玻璃测试方法 第8部分：气泡度GB/T 7962.8-19872011-05-0117GB/T 7962.9-2010无色光学玻璃测试方法 第9部分：光吸收系数GB/T 7962.9-19872011-05-0118GB/T 7962.10-2010无色光学玻璃测试方法 第10部分：耐X射线性能GB/T 7962.10-19872011-05-0119GB/T 7962.11-2010无色光学玻璃测试方法 第11部分：可见折射率精密测试GB/T 7962.11-19872011-05-0120GB/T 7962.12-2010无色光学玻璃测试方法 第12部分：光谱内透射比GB/T 7962.12-19872011-05-0121GB/T 7962.14-2010无色光学玻璃测试方法 第14部分：耐酸稳定性GB/T 7962.14-19872011-05-0122GB/T 7962.15-2010无色光学玻璃测试方法 第15部分：耐潮稳定性GB/T 7962.15-19872011-05-0123GB/T 7962.16-2010无色光学玻璃测试方法 第16部分：线膨胀系数、转变温度和弛垂温度GB/T 7962.16-19872011-05-0124GB/T 7962.17-2010无色光学玻璃测试方法 第17部分：紫外、红外折射率GB/T 7962.17-1987GB/T 7962.18-19872011-05-0125GB/T 7962.18-2010无色光学玻璃测试方法 第18部分：克氏硬度GB/T 7962.21-19872011-05-0126GB/T 7962.19-2010无色光学玻璃测试方法 第19部分：磨耗度GB/T 7962.19-19872011-05-0127GB/T 7962.20-2010无色光学玻璃测试方法 第20部分：密度GB/T 7962.20-19872011-05-0128GB/T 15488-2010滤光玻璃GB/T 15488-19952011-05-0129GB/T 15489.6-2010滤光玻璃测试方法 第6部分：荧光特性GB/T 15489.6-19952011-05-0130GB/T 26330-2010银、银合金/铜、铜合金复合带材/2011-06-01　　节选自中华人民共和国国家标准批准发布公告2010年第9号(总第164号)和2011年第2号。

仪器信息网盘点了2021年热分析厂商的仪器新品，进口品牌包括日立、塞塔拉姆的3台仪器新品，国产品牌包括了天美、绵阳菲纳理、上海众路、南京汇诚、上海和晟、杭州仰仪、厦门海恩迈11台仪器新品。进口品牌新品1.日本日立分析日立分析差示扫描量热仪DSC600&DSC200（上市时间：2021年1月）创新点：新登场的DSC系列提供一流的灵敏度和的基线重复精度，即使在包含痕量级热活性物质的复合材料中，也具有令人难以置信的信噪比，能够捕捉到最微小的热事件。产品介绍：DSC600内置有日立分析专有的热电堆型DSC传感器，它使用差分扫描量热法（DSC信号）温度传感器热电偶串联并多路复用（热电堆），以实现0.1 µW或更低的高灵敏度，可以测量较小的样本。DSC200是标准型号，具有高灵敏度和稳定性，但传感器价格较便宜。它的用途广泛，是产品运输和收货检查、质量保证和质量控制的理想选择。DSC600/200采用从加热器中的散热器到冷却系统无缝连接的炉体结构，并且还采用了低热容量的三层金属壁结构。 Real View样本观测单元内置200万像素高分辨率摄像头，支持样本内的局部观测。视窗(观察窗口)具有加热装置，可将测量范围从传统的室温及以上观察范围扩展到-50℃的低温。这使用户能够观察低温下样品的熔化和玻璃化转变等过程，从而满足更多的测量需求。参考价格：50万-100万元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C373351.htm2.法国凯璞科技-塞塔拉姆法国塞塔拉姆 热重分析仪Setline TGA（上市时间：2021年10月）创新点：法国凯璞科技集团旗下塞塔拉姆仪器在中国投资建厂，为国内第一家热分析仪器合资品牌，全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，新一代独立悬挂式热重分析仪Setline TGA核心部件全部法国进口(加热体、传感器、热电偶、电路板、软件)，国内组装调试。产品介绍：2019年，业界热分析品牌-法国塞塔拉姆正式发布旗下全新热分析仪器Setline DSC和Setline STA!作为法国凯璞科技集团全球战略的重要组成部分，中国区首发Setline系列产品定位于高精度、通用型实验室仪器，落户中国生产并在全球上市。全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，2021年10月，新一代中法合资热重分析仪(Setline TGA)重磅来袭，独立悬挂式热重天平设计开创又一高端热分析仪国产化的新纪元!Setline系列产品聚焦高校、科研院所、企业研发/质检中心等细分市场。SetlineTGA独特的技术设计满足高频率、高强度实验环境(特别适用于高校教学实验中心、橡塑化工企业技术研发与质量检验领域)，具有易学耐用、操作简单、温度应用范围广阔和低维护成本等显著特点。SetlineTGA能出色地在聚合物、制药合成、食品、塑料、橡胶、涂料等行业领域进行研究测试、质量监控和失效分析。广泛应用于组分(如炭黑和填料)分析，热稳定性/分解，反应化学计量，反应动力学，解吸附/吸附过程，汽化行为，活性气体的影响，逸出气体分析分析(MS、FTIR、GC/MS)等。参考价格：20万-30万　专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C472018.htm国产品牌新品：1.天美（原精科/上平）天美（原精科/上平）智能差示扫描量热仪 DSC30（上市时间：2021年7月）创新点：高精度温度测量技术——硬件上采用热良导体铜块同步热电偶冷端与冷端传感器温度变化；软件上采用冷端温度—冷端等效电势高次函数拟合技术实现精确冷端补偿，得到等效热电偶热端电势后，采用分段高次拟合技术计算热电偶热端实际温度。测量结果显示，样品热反应温度准确度达到±0.1℃。 高精度温度控制技术： 采用PWM功率控制技术，功率控制分辨率达到1/40000 结合加热丝温度-电阻相关修正技术，神经网络实时优化PID参数，实现了恒温精度±0.05℃，升降温速率线性误差达1%的高精度温度控制技术。实现0.1℃/min-100℃/min的高度准确的线性升温控制。 创新型加热炉设计： 炉体采用热传导率性能最好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性。 特制高灵敏度热电偶 将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力。产品介绍：热流型差示扫描量热仪，整机一体化设计，炉体采用热传导率性能好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性；将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力；优化的温度控制方法：采用高频PWM方式控制炉温，可控功率分辨率提高到1/40000。 通过BP神经网络动态修正PID参数，改善传统PID鲁棒性，实现大范围高精度温度控制：温控恒温精度±0.03℃，温度准确度0.1℃，升降温线性度准确0.1℃@10℃/min；高精度气氛流量控制系统：吹扫气氛流量智能控制，精度高（0.1mL/min）；双路气氛，自动切换，流量0-200ml/min可调，提供稳定的实验气路环境；高效制冷设备：35分钟内炉温可由550℃降至-40℃，实现较宽温度范围内的可控等速降温，不但提高工作效率，还可更好的测试样品结晶等相变过程；提供仪器校正软件、全套校正标样：方便用户自行校正仪器。用途：测量包括高分子材料在内的固体、液体材料的熔点、沸点、玻璃化转变、热容、结晶温度、结晶度、纯度、反应温度、反应热等。参考价格：10万-40万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C221038.htm2.绵阳菲纳理绵阳菲纳理Calvet式3D微量热仪 UT310产品介绍：微量热仪用于研究各种有机、无机物的熔融、晶相转化、反应、升华等过程的热效应。也可以测量物质的热焓、比热和导热系数等。微量热仪广泛应用在含能材料研究，化工过程安全，药品，食品的研制与生产中。UT310微热量仪的传感器采用3D传感方式，使用546对串联的热电偶形成的环绕型热电堆 大热容量的金属体作为匀热块 样品和参比传感器以对称的方式分布排列。从而形成：高灵敏量热单元、超稳定温场、差分式热流信号、大容量样品池，使UT310微热量仪高效测量样品总产热达90%-95%，且测量误差率可达2‰以下。自动化的生产线实现了传感器所有热电偶对的生产工艺一致性。由这些热电偶构成的3D传感器，确保了结构对称性和电性能一致性，使UT型热量仪在恒温模式下具有平稳的基线，且在大范围快速温度扫描的动态模式下仍有出色的测量基线，确保了量热的准确度和参数的复现性。极高的温度稳定性和热流灵敏度确保了测量的准确度，面对极为微弱的热效应，也可从容测量。即使长时间连续测量，UT热量仪仍可具有极低的长期漂移和短期噪声。样品池内的压力往往伴随着热流的变化，UT系列提供了压强监测的功能，可辅助测试人员判断物质反应的状态。样品池容量：高达12mL。样品池种类现已有混合池，搅拌池，水解池，高压池等，可根据客户不同要求，设计更多种类。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C441034.htm3.上海众路上海众路差示扫描量热仪（10.1寸工控机操作）DSC-500DS（上市时间：2021年6月）创新点：该款仪器相对于之前的型号需要外接点，本型号内嵌10.1寸工控机，操作更简单，为客户节省了成本。产品介绍：该款差示扫描量热仪，内嵌10.1寸安卓工控电脑，无需连接电脑，一键式操作测试氧化诱导期和熔点，自动生成氧化诱导期、熔点图谱，可接打印机打印报告图谱。数据自动测试，测试结束后仪器蜂鸣提示，过程无需人员看管，简单高效。专为塑料、橡胶行业测量氧化诱导期设计，氧化诱导期热稳定实验适用于国标GB/T17391-1998,GB/T2951.42-2008,GB/T15065-2009，GB/T19466-2009,IEC60811-4-2:2004参考价格：25000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C473118.htm上海众路热重分析仪TGA1150A/1450A（上市时间：2021年5月）创新点：TGA1150A——机器外形重新设计： 1，原来的炉体有单纯的陶瓷纤维材料，现在是双层结构既能保证高温的实现，又能保证恒温时间。 2，炉体连接线可拆卸，便于后期维护。TGA1450A——仪器外观重新设计更新——炉体升级，又原来的单层变成了双层；炉体连接线外连。便于后期维护；整体机壳换新，结构及外形都有变化。产品介绍:热重分析法（TG、TGA）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化，目的是研究材料的热稳定性和组份。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。结构优势:1.炉体加热采用贵金属镍镉合金丝双排绕制，减少干扰，更耐高温。2.托盘传感器，采用贵金属镍镉合金精工打造，具有耐高温，抗氧化，耐腐蚀等优点。3.供电，循环散热部分和主机分开，减少热量和振动对微热天平的影响。4.采用上开盖式结构，操作方便。上移炉体放样品操作很难，易造成样品杆损坏。5.主机采用水域恒温装置隔绝加热炉体对机箱及微热天平的热影响。6.可根据客户要求更换炉体参考价格：59800元/75000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460037.htmhttps://www.instrument.com.cn/netshow/C461170.htm4.南京汇诚南京汇诚导热系数测试仪（高导专用）HCDR-SP（上市时间：2021年11月）创新点：瞬态平面热源导热系数测试仪可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试，优点是测试范围广泛，最快两秒钟可以读取结果。但问题就在广上，测试范围如此广泛怎么保证测量的准确性呢?传统的一代只有一个探头，一个探头测试所有的材料，结果可想而知，测试低导段的导热系数效果非常好，但是高导的测试重复性误差就比较大。针对这个问题汇诚仪器率先研制出专门针对高导热系数材料的探头，保证了测试的重复性并且已经申请了发明专利。产品简介：HCDR-S是利用瞬态平面热源技术(TPS)开发的导热系数测试仪,可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试。瞬态平面热源法是研究热传导性能方法中比较新型的一种，它改变了传统的测量方法。在研究材料时能够快速准确的测量热导率，为企业质量监控、材料生产以及实验室研究提供了极大的方便。该仪器操作方便，方法简单易懂，不会对被测样品造成损坏。测试对象：金属、陶瓷、合金、矿石、聚合物、复合材料、纸、织物、泡沫塑料(表面平整的隔热材料、板材)、矿物棉、水泥墙体、玻璃增强复合板CRC、水泥聚苯板、夹心混凝土、玻璃钢面板复合板材、纸蜂窝板、胶体、液体、粉末、颗粒状和膏状固体等等，测试对象广泛。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C476809.htm5.上海和晟上海和晟热重分析仪HS-TGA-101（上市时间：2021年5月）创新点：更换炉体机构；采用进口称重天平产品介绍：热重分析仪是在程序控温和一定的气氛下，测量试样与温度或时间关系的技术。通常用质量对温度或者时间绘制的TGA曲线表示TGA测量结果。TGA信号对温度或时间的一阶商，称为DTG曲线，是对TGA信号重要的补充性表示。参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212283.htm上海和晟差示扫描量热仪HS-DSC-101（2021年4月）创新点：更换为金属炉体，更换进口传感器产品介绍:1.金属炉体结构，更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性2.数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中3.仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212735.htm上海和晟差示扫描量热仪（半导体制冷）HS-DSC-101A（上市时间：2021年4月）创新点：更换金属炉体；新增半导体制冷产品介绍:采用金属炉体结构，以获取更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性；使用数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中；仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C284150.htm6.杭州仰仪 杭州仰仪电池等温量热BIC-400A（上市时间：2021年6月）创新点：超宽温控：控温范围-40℃-100℃；精确测温：高精度多路传感器，测量精度优于1％；安全防护：异常报警、自动保护、远程更新；样品兼容：支持软包、方盒、18650、21700、26650等多种尺寸电池产品简介：BIC-400A 电池等温量热仪是一款基于功率补偿等温量热原理开发的面向各类型锂电池单体产热特性测试的专业仪器，能够实现锂电池充放电产热特性以及热物性参数测量，为电池热仿真、热管理系统设计优化以及电池热安全性能评估提供精确、稳定、可靠的基础热数据。应用领域：广泛应用于新能源汽车、储能、消费类电子、和航空航天等重要行业及领域。参考价格:10万-50万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460267.htm7.厦门海恩迈厦门海恩迈芯片式热重分析仪致力于原创国产高端科学分析仪器研发和产业化的创业公司——海恩迈科技，成功开发出基于悬臂梁上的实验室（Lab on a CantileverTM）技术的创新性仪器——芯片式热重分析仪。这个基于全新原理的仪器，将传统热重分析仪天平称重+炉管加热+热电偶测温的结构，用一个尺寸仅为2mm2.5mm的MEMS谐振式微悬臂梁芯片替代，实现了片上热失重分析功能。得益于芯片微小的体积，每次分析所消耗的样品量，由传统仪器的数十毫克降低至几纳克，而且极大的改善了传统仪器的热滞后效应，升降温速率也可以获得数十倍的提升。7月初，海恩迈科技携芯片式热重分析仪等创新仪器产品参加了在厦门举办的2021中国材料大会暨展览会，获得了参会专业人士的一致好评。海恩迈科技的创始人兼CEO于海涛博士于2009年，开发出了国内首款激励/检测元件片上集成的谐振式微悬臂梁，摆脱了传统的光学杠杆检测方式，有效减小了系统的体积与成本。之后，在时任传感技术国家重点实验室主任的李昕欣研究员的支持和指导下，与研究伙伴许鹏程博士共同合作，从悬臂梁结构、电路、敏感材料等多方开展深入研究，开发出了一系列气体探测器。Lab on a CantileverTM系列科学仪器包括气体吸附热力学动力学参数分析仪、微悬臂梁气敏测试仪以及芯片式热重分析仪。顾名思义，这一系列仪器的核心就是谐振式微悬臂梁。Lab on a Cantilever技术来源于于海涛博士团队一次逆向思维的头脑风暴。谐振式微悬臂梁之前一直被用作气敏传感器，受关注的是传感器的灵敏度、选择性、响应速度等参数，更多的是由敏感材料决定，谐振式微悬臂梁处于从属地位。而反向思考的话，可以通过微悬臂梁气敏传感器为主导，反过来研究敏感材料，去探究敏感吸附表象背后蕴藏着的科学本质。基于此想法，气体吸附热力学动力学参数分析仪首先被开发出来，利用世界首创的“变温微称重法”，定量测量功能材料与气体分子发生吸附时，焓变、熵变、吉布斯自由能、活化能等表界面分子作用的热力学和动力学参数。这些参数作为材料吸附的“基因参数”，决定了材料吸附的表象特征，可被用于材料吸附的机理研究以及指导新材料的调控，摆脱传统“试错法”研发新材料的盲目性。作为一款拥有完全自主知识产权的原理性创新的科学仪器，气体吸附热力学动力学参数分析仪得到专家的认可和国家的大力支持。其研发过程受到了自然科学基金重大科研仪器研制项目和国家重点研发计划项目的支持，仪器的检测方法也成功获得国家标准立项。目前，该仪器的用户包括清华大学未来实验室、上海交通大学、复旦大学、福建嘉庚创新实验室等多家国内顶级科研单位。

差热分析（DTA）已成为一种流行的热分析技术，通常用于测量材料的温度，进而用于测量材料的吸热相变和放热相变。这项技术已在制药、有机化工、无机材料、食品、水泥、矿物学和考古学领域得到广泛应用。差热分析（DTA）过程原则上，差热分析是一种类似于差示扫描量热（DSC）的技术，在差热分析中作为研究对象的材料经历了各种热循环（加热和冷却循环），并使用惰性参考材料确定研究材料和参考材料之间的温差。在整个加热循环中，研究材料和参考材料都保持在相同的温度，以确保测试环境一致。差热分析（DTA）中的元件差热分析通常在熔炉中进行，尤其是在现代熔炉中，因为这是在周围环境中获得均匀温度的最有效方法。温度本身是用两个热电偶记录的，这两个热电偶是专门（和通用）类型的温度传感器，传感器使用金属线形成热接点和冷接点。热接点测量材料的温度，而冷接点提供了将分析温度与之比较的参考。这是每个热电偶内部用来确定材料温度的过程。在这种情况下，参考温度不是DTA分析的参考温度，而是每个热电偶装置内的参考温度。因此，需要有两个热电偶，一个热电偶测量样品的温度，另一个测量参考温度。除了热电偶和熔炉外，还使用电压表测量热电偶之间的电压（这是它们确定温度的方式），以及通常用作材料支撑的坩埚（尤其是在分析小的样品时）。在熔炉内部，也使用氩气或氦气等惰性气体，因为它们不会与样品或参考材料发生反应，这确保了测量过程中没有干扰。在大多数情况下，防止污染物影响分析结果是非常重要的。现代DTA方法中使用的大多数熔炉也可以提供-150°C至2400°C的温度环境。此外，可以使用许多不同的坩埚，这两个因素的组合可以对各种材料进行分析，这就是为什么差热分析能够跨越很多不同的工业部门的原因。分析是将样品和参考材料对称放置在熔炉中进行。然后，这两种材料在程序控温下经过加热和冷却的过程，在每个循环中，这两种温度尽可能保持恒定（在合理误差范围内）。由于熔炉加热，数据记录通常会有轻微延迟（延迟的长度通常取决于材料的热容）。差热分析（DTA）图谱在分析过程中，将温差相对时间的曲线绘制在图表上。在某些情况下，也可以绘制温差相对于温度的曲线。从这（以及曲线如何显示）可以确定材料的吸热和放热转变温度，更多的信息还包括材料的玻璃化转变温度、材料的结晶温度、材料的熔化温度和材料的升华温度。这些通常都能推断出来，因为相对于参考材料的温度变化可以确定材料是吸收热量（吸热）还是释放热量（放热）。热电偶的存在也有助于轻松识别是否发生了相变，因为当发生相变时，连接到参考热电偶上的电压表将轻微跳变。这是由于材料相变产生的潜热导致惰性气体温度略微升高（进而影响参考热电偶的电压）。除了传统的温度相变外，当两个惰性样品对热循环的响应不同时，还可以使用差热分析来测量它们。在这些特定情况下，DTA还可用于识别任何不基于焓变的相变。这些通常通过DTA图上曲线的间断来识别。结论虽然差热分析被正式定义为一种确定样品和参考材料之间温差的方法，但在实践中，它可以告诉用户材料在很多不同温度下的相特性。差热分析获得的信息量对很多行业都有很大的好处，因此被广泛使用。本文作者：Liam Critchley，Liam Critchley是一名作家和记者，专攻化学和纳米技术，拥有化学和纳米技术硕士学位和化学工程硕士学位。

p　　热分析技术根据被测物理量的物理性质来分共有九大类、17种方法。所组成的热分析仪器就更多了。通常热分析仪器由程序温度控制器、炉体、物理量检测放大单元、微分器、气氛控制器、显示和打印以及计算机数据处理系统7部分组成。其框图如图所示。/pp/pp style="text-align: center "img width="400" height="370" title="热分析仪器框图.jpg" alt="热分析仪器框图.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/50c889b4-1faf-48a2-a5d8-4f834ac222d1.jpg"//pp style="text-align: center "strong热分析仪器框图/strong/ppstrong一、程序温度控制器/strong/pp　　它是使试样在一定温度范围内进行等速升温、降温和恒温。通常使用的升温速率为10℃/min或20℃/min。而程序温度速率可为0.01~999℃/min。近代程序温控仪大多由微机完成程序温度的编制、热电偶的线性化、PID调节以及超温报警等功能。/ppstrong二、炉体部分/strong/pp　　它是使试样在加热或冷却时得到支撑。炉体部分包括加热元件、耐热瓷管、试样支架、热电偶以及炉体可移动的机械部分等。炉体的温度范围最低为-269℃(液氦制冷)，最高可达2800℃(在高真空下用石墨管或钨管加热，用光学高温计测温)。炉体内的均温区要大，试样放在均温区中。因为试样各部分的温度是否均匀对热分析的结果有一定的影响。/ppstrong三、物理量检测放大单元/strong/pp　　热分析仪器必须能随试样温度的变化及时而准确地检测试样的某些物理性质。span style="color: rgb(255, 0, 0) "由于绝大多数被测物理量是非电量，它们的变化往往又是很微小的，为了及时而准确地检测它们，需要把这些非电量转换成电量，加以放大，再通过定标计算出被测参数。/span差示测量方法可以提高测量的span style="color: rgb(0, 176, 240) "灵敏度/span和span style="color: rgb(0, 176, 240) "准确度/span，因此应用得很普遍。span style="color: rgb(255, 0, 0) "非电量转变为电量可以通过各种传感器来完成。/span例如span style="color: rgb(0, 176, 240) "称重传感器、位移传感器、光电传感器、热电偶传感器、声电传感器/span等。物理量的检测系统是各种热分析仪器的span style="color: rgb(255, 0, 0) "核心/span，也是区分各种热分析仪器的本质部分，它的性能是衡量热分析仪器水平的一个重要标志。/ppstrong四、微分器/strong/pp　　它是把非电量传感器的放大信号经过一次微分(导数)，从微分(对时间)曲线中可以更明显地看出放大信号的拐点、最大斜率等。/ppstrong五、气氛控制器/strong/pp　　热分析仪器对试样所处的气氛条件有各种要求，因此，大多热分析仪器备有气氛控制系统。热分析对气氛条件的要求有如下原因。/pp　　高温下试样可能在空气中被氧化而完全改变原来的特性，故要求在真空或惰性气氛下升温，或在某种反应气氛下升温。/pp　　热分析与其他分析技术联用时，要求把热分析过程中所产生的气相产物利用流动载气送出。/pp　　要求有适当的气路把热分析过程中所产生的腐蚀性气体或有毒气体排出。/pp　　相当的热分析课题是研究气氛的种类、压力、流动速率以及活性程度等对热分析结果的影响。热分析仪器按气氛条件可分为高真空型、低真空型、常压型、高压型、静态型和流动型等。/ppstrong六、计算机数据处理系统/strong/pp　　近年来，由于计算机的快速发展、软件的不断完善，大大推动了数据处理系统。首先把采集来的数据进行各种方法的滤波平滑 然后，应用软件对标准物质进行温度校正和焓变校正、长度校正、质量校正以及基线背景线的扣除等。应用软件求取试样的焓变值、熔点、晶相转变温度、玻璃化转变温度、试样成分的组成、膨胀系数等。还有一些软件需要对数学公式进行分析、简化，适合于热分析应用。例如动力学参数的求取、药品纯度的求取。/ppstrong七、显示和打印/strong/pp　　它是把热分析曲线及其处理结果在显示屏上显示出来，并用彩色喷墨机或激光打印机打印出来。同时在显示屏上用鼠标进行各种操作。/p

冻干过程中，冻结阶段冰核形成是一个随机过程，会导致产品冻结不均匀。样品通常在很宽的温度范围内成核，产生不同大小的冰晶，和不同的冰晶结构，导致干燥速度不同，*导致外观不同。高质量的冻干产品取决于层板温度、腔室压力和时间等明确可控的关键工艺参数(CPP)。随着工艺转移到大规模生产，这些参数可能需要优化，特别是产品容器发生变化时。 批量冻干通常使用金属托盘，其传热与普通西林瓶不同，具有较高的污染风险，多次重复使用以及灭菌在金属内的应力会导致托盘翘曲，传热效果发生改变。此外，散装托盘边缘样品可能与中心样品冻结的时间和温度不同，导致散装盘内出现不同尺寸的冰晶结构。CONTROLYO按需成核技术(NODT)，是一项创新技术，在冻干机内冷冻期间，使用惰性气体对腔室进行加压和减压，以促进均匀成核。装载完成之后加压，待产品在设定的层板温度下稳定后减压，以产生瞬时的、均匀的冰核。在减压之后，通常在-5°C的温度下长时间保持，使冰晶缓慢生长，因此允许较大的冰晶尺寸产生。ControLyo VS 常规冷冻方法研究散装托盘中不同材料的冻干过程，将ControLyo与常规冷冻方法进行比较。对晶体材料和和无定型配方进行了研究。晶体材料由甘露醇、USP(浓度为40 mg/mL)组成，无定型态由蔗糖、NF(浓度为40 mg/mL)组成。具体实验在100级（A级）环境中用0.22微米过滤器过滤溶液。将溶液分配到四个不锈钢托盘中，每个托盘的体积为2L。在4层层板（30×60cm）中试冻干机（SP Hull Model 8FS15C）中进行冷冻干燥。在不锈钢散装盘内不同位置以及托盘外部均放置热电偶测量产品温度。采用Controlyo工艺和常规冷冻工艺分别进行。这两个工艺，装载关闭腔门后，均在5°C搁板温度和大气条件下平衡。采用Controlyo工艺，在5°C下使产品达到平衡后，进行惰性气体吹扫。将系统加压至27.2psia并减压至17.2psia，同样进行二次吹扫。在第二次吹扫后，将腔室加压至33.2psia，并将搁板冷却至-3℃平衡4小时。由于溶液中测得的产品温度高于-3℃，因此将目标搁板温度调节至-5℃，以使产品温度在-3℃或更低的温度下达到平衡。保持1小时后，从33.2psia瞬间减压至16.2psia，促进成核，搁板温度在-5℃保持7小时促使冰晶生长。01 初次研究在最初的研究中，使用保守的一次干燥参数，以便直接比较结晶溶质甘露醇与无定型态溶质蔗糖的干燥。两种不同的冷冻技术在完成甘露醇一次干燥的时间上几乎没有差异。然而，不同的冷冻技术对蔗糖制剂的干燥结果有显著影响。02 第二项研究在第二项研究中，采用不同的一次干燥参数对甘露醇和蔗糖制剂进行试验。此一次干燥条件比*项研究的条件明显更激进，对不同组分的样品进行相同关键工艺参数CPP的研究，研究组分的影响。 图1：常规冷冻成核（不同温度下的随机成核） 图2：Controlyo成核（同时发生成核）热电偶迹线描述了常规冻结中成核的随机性质和ControLyo过程中的瞬时成核(如图1和图2所示)。成核事件是一个放热过程，释放的热量导致热电偶传感器读数瞬时增加，*接近层板温度。在常规冷冻过程中，成核随机发生，热电偶显示成核发生在不同的温度和时间下。控制成核技术中，当系统减压时，热电偶立即记录到同时成核的过程。需要认识到传感器只测量托盘的某些区域，可能不能代表托盘全部。 图3：蔗糖-常规冷冻（约72小时完成一次干燥） 图4：蔗糖–Controlyo（约59小时完成一次干燥）在一次干燥阶段，使用热电偶传感器记录产品温度，以帮助确定一次干燥的终点。当使用控制成核技术时，蔗糖制剂一次干燥提前13小时结束（如图3和图4所示）。甘露醇制剂，无论使用何种冷冻技术和CPP，一次干燥时间仅有轻微的变化。在这些研究中，皮拉尼/电容压力计的数据判断初级干燥结束。ControLyo 技术优势对两种配方的成核均匀性、冷冻干燥行为和成品属性进行了观察和比较。01 缩短一次干燥时间对蔗糖配方进行不同干燥条件的研究，采用Controlyo工艺，由于升华速率增加，缩短了一次干燥时间。在Controlyo技术允许形成较大的冰晶，可能是由于过冷减少，成核温度较高，允许冰晶缓慢生长。过冷被定义为平衡凝固点与溶液中冰晶首次形成时的温度之间的差值。当冰升华时，较大的晶体产生较大的孔，导致更大的路径，因此水蒸气穿过升华前沿上方的干燥层的阻力较小。这导致蔗糖干燥速率的显著差异。Controlyo技术将升华干燥的时间从67小时缩短到50小时。尽管发现蔗糖基配方在一次干燥时间上存在显著差异，但甘露醇基配方的表现并不相同。在使用保守CPP进行的初步研究中，传统冷冻和ControLyo冷冻的升华速率几乎没有差异。在使用激进性CPP的后续研究中，完成一次干燥的时间从20小时减少到16小时。02 蛋糕外观通过蔗糖和甘露醇冷冻干燥生产的冻干饼的物理外观在常规和控制成核策略之间有所不同。ControLyo产生了一致的蛋糕结构和外观。两种处理方法在甘露醇的外观上差异不大。然而，蔗糖蛋糕的外观有显著差异:未经控制的冷冻蛋糕上的裂缝更少，从托盘的一侧延伸到另一侧(图5)。当使用ControLyo时，蛋糕上的裂缝更宽，更均匀(如图6所示)。 图5：蔗糖非受控冷冻 图6：Sucrose Controlyo03 水分含量用库仑卡尔费休滴定法测定残余水分。结果显示，与标准方法相比，通过ControLyo处理的甘露醇的水分含量分别从0.5%到0.1% w/w。有趣的是，蔗糖的结果正好相反。不受控冷冻方案的蔗糖平均结果为2.41% w/w, ControLyo材料的平均结果为2.89% w/w。较高的蔗糖残留水分含量可能是由于表面面积减少，因此在二次干燥过程中解吸率降低。不太激进的二次干燥条件也会影响*的残留水分含量。*结论很明显，ControLyo影响散装材料的干燥行为和成品属性。这些影响包括缩短一次干燥时间，改变蛋糕外观，以及创造更一致和均匀产品的可能性。传统冷冻和ControLyo之间的差异程度也受到代表不同类型产品（结晶和无定型）的配方特性的影响。此外，配方特定成分的CPP对使用ControLyo进行控制成核的成功至关重要。需对每种特定配方进行对比研究，以量化ControLyo技术应用的相对效益。Controlyo控制成核技术SP Scientific提供的Lyostar冻干机仅需运行一个遁环即可自动摸索和开发冻干工艺。结合冻干PAT技术使漫长复杂的工艺摸索变得简单快捷有效。 PAT技术——Smart 全自动工艺开发技术，Controlyo控制成核技术，TDLAS实时水蒸汽测量技术。Controlyo控制成核技术在相同的温度下，以瞬间减压的方式在同一时间让所有小瓶瞬间成核，在较高的温度下成核，产生更大、更均匀的晶体尺寸，使干燥更加一致。● 提高批次均匀性；● 无引入污染或外来物质的风险；● 增加冻干产品的蒸汽通道尺寸，进而减少干燥层的阻力；● 加快主干燥过程；● 减少产品复水时间；● 改善冻干产品的外观。LYO INNOVATION莱奥德创冻干科技，赋能创新Lyo technology enables innovation 关于莱奥德创：上海莱奥德创生物科技有限公司由德祥科技有限公司创办，专注于提供先进的冻干设备应用和制剂开发相关服务。德祥科技有限公司服务冻干行业十余年，在涉及冷冻干燥领域的工艺开发/工艺优化/商业化等各方面拥有丰富的经验，迄今为止已为500+客户提供冻干设备及相关服务。客户产品类型涵盖：蛋白、抗体、ADC、疫苗、核酸、多肽、脂质体、IVD、食品等领域。依托与合作伙伴美国SP Scientific和英国Biopharma Group的紧密合作，掌握先进的冻干理念与技术，使用*的冻干设备和软件致力于促进中国生物医药技术创新升级，助力中国大健康行业的持续发展。Our Mission :莱奥德创冻干工场专注于提供先进的冻干设备应用和制剂开发相关服务，致力于促进中国生物医药技术创新升级，助力中国大健康行业的持续发展。Our Vision :做冻干工艺的创新者，为生物医药开发提供*制剂产品解决方案。

过去的温湿度传感器都比较简单，而随着技术的成熟，科技的进步，如今温湿度传感器发展也是越来越好。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。 温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。结合目前市场上的传感器类型，即使是温湿度传感器，这一类型的传感器，还会分为很多种类，有很多的类型。当然它们的应用领域也是千差万别的。下面具体来看下湿度传感器的种类都有哪些?温湿度传感器按监测方法分有接触式和非接触式两种接触式： 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。非接触式： 它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。温湿度传感器也分分体式和一体式两种，上面介绍了一体式，下面介绍分体式。分体式又温度传感器和湿度传感器组成。温度传感器通过感温元件来分类可以大致分成铂热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器三大类。1：铂热电阻温度传感器铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的，按0℃时的电阻值R（℃）的大小分为10欧姆（分度号为Pt10）和100欧姆（分度号为Pt100）等，测温范围均为-200~850℃。利用PT100铂热电阻作为感温元件的型号有铠装式、装配式、插座式、端面热电阻。主要应用了需要温度误差小的行业或者是精密仪器仪表。2：热电偶温度传感器热电偶是温度测量中常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境，而且结实、价低，无需供电，也是便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。通过电势的变化来得出相应的温度变化。热电偶是简单和通用的温度传感器，但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。3：热敏电阻由金属氧化物陶瓷组成，是低成本、灵敏度高的温度传感器。热敏电阻是用半导体材料， 大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。热敏电阻在两条线上测量的是温度， 有较好的精度，但它比热偶贵， 可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，但必须注意防止自热误差。湿度传感器的湿敏元件分为电阻式和电容式 两种。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。常见的湿度测量方法有：动态法(双压法、双温法、分流法)，静态法(饱和盐法、硫酸法)，露点法，干湿球法和形形色色的电子式传感器法。

p style="text-align: center "strong原创： 王昉【南师大】 江苏热分析/strong/pp style="text-align: center "img title="简介差热分析基本原理.jpg" alt="简介差热分析基本原理.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a583219e-fc52-4730-be7a-b8c049b9da17.jpg"//pp style="text-align: center "strong简介差热分析基本原理/strong/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong· 热分析/strong/span/pp　　热分析是指在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一种技术。其中，它可以测定一个重要的热力学参数—热焓的变化。根据热力学的基本原理，物质的焓、熵和自由能都是物质的一种特性，可用Gibbs-Helmholts方程表达他们之间的关系：/pp style="text-align: center "ΔG=ΔH-TΔS/pp　　其中： T绝对温度 ΔG吉布斯能变 ΔH焓变 ΔS熵变/pp　　由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小状态，所以，当逐渐加热试样时，它可转变成更稳定的晶体结构，或具有更低自由能的另一个状态。伴随着这种转变，会有热焓的变化。这就是差热分析和差示扫描量热法的基础。/pp　　当然，热分析还可以给出有一定参考价值的动力学、质量、比热熔、纯度和模量变化等数据，所以它是分析和表征各类物质物理转变与化学反应基本特性的重要手段，在高分子材料、含能材料、药物、食品、矿物、金属/合金、陶瓷、考古以及资源利用等众多领域有着极其广泛的应用。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong· 差热分析/strong/span/pp　　早在1887年法国的Le Chatelier首先利用热电偶经检流计记录了粘土类矿物在升温时的电动势变化。热电偶(thermocouple)是常用的测温传感器，它可以直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，进行记录。接着，1899年英国人Roberts-Austen利用参比热电偶制成了有实用价值的差热实验装置，最先以差示的形式成功地观测到试样与参比物之间的温差ΔT，这为DTA技术奠定了基础。以后的发展基本上都是在此基础上进行改进，例如：试样与参比物的配置、热电偶的形式、记录方法、控温方式和数据处理等方面，从而形成各种差示扫描量热仪。图1为差热分析示意图，图2为差热曲线。/pp　　实验过程中，处在加热炉内的试样和参比物在相同条件下，同时加热或冷却，炉温控制由控温热电偶监控。试样与参比物之间的温差用对接的两支热电偶进行测定，热电偶的两个接点分别与盛放试样和参比物的坩埚底部接触。参比物是一种热容与试样相接近而在研究的温度范围没有相变的物质，常用α –Alsub2/subOsub3/sub，或者空坩埚。/pp style="text-align: center "img title="图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶).jpg" alt="图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶).jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/17afd1c0-ca11-4433-ac7c-7404a8f9ea9b.jpg"//pp style="text-align: center "strong图1：差热分析示意图 (1.试样，2.参比物，3.炉子，4.热电偶)/strong/pp style="text-align: center "img title="图2： 差热曲线.jpg" alt="图2： 差热曲线.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/e2c5d8b8-1ed6-42f6-9f3b-2e15857bc77c.jpg"//pp style="text-align: center "strong图2： 差热曲线/strong/pp　　在加热或冷却过程中，如果试样没有任何热效应产生，即试样与参比物无温差，ΔT=TS-TR=0 (TS为试样温度，TR为参比物温度 )。由于热电偶的热电势与试样和参比物之间的温差成正比，两对热电偶的电势大小相等，方向相反(由于是反相连接)，热电偶无电势输出，所得到的差热曲线就是一条水平直线。称作基线。如果试样有某种变化，并伴有热效应的产生，则TS≠TR，差示热电偶就会有电势输出，差热曲线偏离基线，直至变化结束，差热曲线重新回到基线。这样，便可得到一条ΔT=f(T)的差热曲线。通常峰尖向上表示放热，向下表示吸热。/pp /ppa href="https://www.instrument.com.cn/zt/TAT" target="_blank"更多热分析相关知识请见专题：《热分析方法与仪器原理剖析》/a/p

随着教学理念的不断提升，各大高校越来越注重对于学生理论知识实践性应用的培养，特别是在工程应用方面，对于各种工程器材的熟悉和应用非常重要。为此，美国FLIR公司与高校实验室合作，使得学生能够通过FLIR红外热像仪进行光电实验，助力高校提升了学生的工程实践能力。一直以来，受限于实验器材的高昂成本，物理学院和光电学院对于光电技术研发和应用领域后备人才的培养有所力不从心，特别是对于红外热像仪的应用，更是缺乏实操经验，本科的教学计划中只有实践理论的学习，却没有相关内容的教学实验和实践环节，所以亟需完善红外热像领域人才培养体系中的实验教学部分。为了改变以上现状，北京理工大学光电学院光电创新教育实验基地针对光电信息工程专业本科四年级毕业实习课程进行了改革提升，在原有非成像光电测温系统的校内实习内容基础上，增加“光电成像测温系统”的实践教学内容，建成以“非接触式光电测量”为核心内容的实践教学内容体系，推出了“理论知识+专业实践”的教学体系，弥补了学生“光学不练”的教学缺憾，，有力的提高了本科教学体系对于工程实践能力的培养水平。最新提出的实践教学内容体系主要分为三个环节，分别是：红外热像仪的概述和FLIR C2 Education kits操作方法；研究测量距离和被测物体辐射率对测温结果影响；应用黑体模拟器的红外热像仪传递函数实验与研究。一、入门学习：如何使用红外热像仪首先，学生使用红外热像仪拍摄单片机电路板上电时的红外图像，实验场景如图1所示，然后将拍摄的图像导入到FLIR红外图像分析软件FLIR Tools+中。图1. 使用红外热像仪拍摄单片机系统电路板图2. 单片机系统电路板工作时的红外图像如图2所示可以清晰看到电路板最热区域Ar1为电路板的散热片，将该区域最热点温度记录下来。二、初步应用：验证测量距离和辐射率对测温结果的影响1、如何正确的调整测量距离测量温度？首先将平行线红外目标板接上电源，选取一块便于观察的区域，使用FLIR热像仪在距平行线目标板大约30cm、50cm、100cm的地方分别采集红外图像。 图3. 表面平行分布四条电热丝的平行线红外目标板 图4. 使用红外热像仪拍摄目标板图5. 平行线红外目标板的红外图像然后将不同距离下拍摄的红外图像导入到FLIR Tools+ 软件中（如图5），测量同一区域Ar1内最高温度点的温度。并且将温度和拍摄距离一一对应填入下面表1。通过热电偶接触式测温测得Ar1区域内最热点温度在38℃左右，通过对比可知红外热像仪在距离30cm时，测量的温度最接近真实温度。距离(CM)温度（℃）10034.65036.13038.2表1. 不同距离下的温度值在对比过程中，学生们可以清晰的看到红外热像仪中间有一个圆形测温点，只有当被测目标覆盖测温点大小（大约7 个像素）时，测量温度才是准确的。当被测目标不能覆盖测温圆环时需要拉近测量距离或者更换像素更高的红外热像仪，如果更远距离就需要借助长焦镜头来提高测量距离。如图6所示圆环所覆盖区域包含了被测对象和背景，那么31.8℃的测量温度是不准确的，正确的做法是图(b)所示。 图6. 借助红外热像仪中心圈来判断距离远近的图示（其中(a)为错误示范，(b)为正确示范）2、如何通过FLIR红外热像仪测试辐射率对测温结果的影响如图7向贴有黑色电工胶带和铝箔胶带金属杯中倒入适量的热水，保证水位超过了胶带最上沿。将红外热像仪的辐射率调为0.95，记录此时三种材料的测量温度。以温度最高的材料为基准，改变辐射率，使另外两种材料的测量温度等于基准材料，记录此时另外两种材料的辐射率。图7. 使用FLIR C2 拍摄外表面贴有电工胶带和铝箔纸的热水杯下图8是所示是电工胶带、铝箔纸、金属水杯在同一画面下的红外图像。图8. 贴有黑色电工胶带和铝箔胶带金属热水杯的红外图像调整辐射率可以得到不同温度(见表2)：被测物体\设置不同辐射率辐射率0.95辐射率0.54辐射率0.25电工胶带sp155.2℃76.5℃123.5℃铝箔SP342℃55.2℃87.1℃不锈钢水壶SP2 32.6℃37.6℃55.2℃表2. 不同辐射率下各材料的温度值表格通过对比分析结果，学生们可以清楚的了解到辐射率对于测温结果的影响：被测物体辐射率影响测温准确度，非金属辐射率大于金属辐射率，高辐射率的非金属更接近真实温度。三、深入应用：对传递函数进行研究 图9. 使用FLIR C2 拍摄黑体模拟器内部的刀口红外图像图 图 10. 黑体模拟器刀口俯视图如图9接通黑体模拟器电源，盖上其上方的圆孔。将热电偶插入到黑体模拟器内部测温，当热电偶测温表上显示的温度稳定时，也就是黑体辐射处于稳定状态时，将FLIR C2红外热像仪镜头贴近黑体模拟器开孔，采集此时的图像。图10是黑体模拟器刀口俯视图，刀口结构是在铝板的右侧贴有黑纸。如图11是刀口的红外图像。图11. FLIR C2 拍摄的刀口红外图像在FLIR Tools+软件中改变辐射率数值，使得所测材料显示的温度与数字温度计上相同，记录此时的辐射率，分别测得铝和黑纸的辐射率。然后在FLIR Tools+软件中导出带有全辐射温度信息的CSV文件，即可将每个像素点的温度值导出。将图像的温度原始数据导入至MATLAB中，编程绘制出MTF曲线。如下图12、13、14所示分别是刀口边缘扩散函数、线扩散函数和调制函数MTF曲线。图12. 灰度曲线 图13. 点扩散函数图14. MTF曲线 FLIR红外热像仪走进学校实验室，从根本上解决了学校目前“光学不练”教学尴尬问题，通过“理论知识+专业实践”的教学体系，三个环节由简入繁，层层递进，不仅有效地提高了学生动手实操的能力，也为培养光电技术人才做出了应有的贡献。

一、项目基本情况 项目编号：GXZC2023-G1-005075-GXDC 项目名称：2023年材料科学与工程一流学科仪器设备建设项目 预算总金额（元）：8430000 采购需求：标项一标项名称:2023年材料科学与工程一流学科仪器设备建设项目A分标数量:不限预算金额（元）:1300000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：(1)应用范围：可测量材料的热电偶效应系数和电导率。系统通过镀金红外加热炉精确控制温度；再通过对样品加热生成一个温度梯度，可自动测量探针间产生的电动势，获得热电偶效应系数；并可同时通过四探针法测量电导率。（2）热电偶效应系数测量。具体内容详见招标文件。最高限价（如有）：/合同履约期限：自签订合同之日起180个工作日内到货并全部安装调试合格完毕。本标项（否）接受联合体投标备注：标项二标项名称:2023年材料科学与工程一流学科仪器设备建设项目B分标数量:不限预算金额（元）:7130000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：1.频率范围：10MHz~44GHz。2.端口数：2。3.频率分辨率：≤0.2Hz。具体内容详见招标文件。最高限价（如有）：/合同履约期限：自签订合同之日起90个工作日内到货并全部安装调试合格完毕本标项（否）接受联合体投标备注：二、获取招标文件 时间：2024年01月09日至2024年01月16日 ，每天上午00:00至11:59 ，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外） 地点（网址）：“政采云”平台（https://www.zcygov.cn） 方式：网上下载。本项目不提供纸质文件，潜在供应商需使用账号登录或者使用CA登录“政采云”平台（https：//www.zcygov.cn）-进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，获取招标文件（或在“政采云电子投标客户端-获取采购文件”跳转到政采云系统获取）。电子投标文件制作需要基于“政采云”平台获取的招标文件编制，通过其他方式获取招标文件的，将有可能导致供应商无法在政采云平台编制及上传投标文件。 售价（元）：0 三、对本次采购提出询问，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：桂林理工大学 地 址：广西桂林市建干路12号 项目联系人：顾晨 项目联系方式：0773-5895090 2.采购代理机构信息 名 称：广西达成咨询有限公司 地 址：桂林市秀峰区滨江路18号 项目联系人：毛崇文 项目联系方式：0773-3569998

智能恒温电热套现货促销,ZNHW-Ⅱ型智能恒温电热套该电热套采用PID智能操作控制，热电偶感温，可控硅控制输出，单键快速升降温度设定模式，设定、控制双排数字显示，并设有断偶保护功能。ZNHW-Ⅱ型智能恒温电热套当设定好所需温度后，微电脑将根据温度差自动调整升温速度，通过间断供电，比例调节，快速达到最佳升温效果，使之无温冲，400℃内± 1℃平衡加温，该电热套还设有内外热电偶转换器件，可精确显示控制电热套温度，转换后又可精确显示控制瓶内溶液温度。ZNHW-Ⅱ型智能恒温电热套，ZNHW-II 10000该电热套除具有ZNHW型功能外，又增加了自整定功能，当启动自整定功能后，将使控温在同一条件下升温速度最快，精度更加准确。但当改变被加热介质时需重新自整定.ZNHW-II 20000，ZNHW-II 30000，ZNHW-II 50000PTHW型普通恒温电热套该系列型电热套根据联合国教科文组织&ldquo 环境与人类&rdquo 赠于我国的英国产品改进而成，它用无碱玻璃纤维作绝缘材料，将镊铬合金丝簧状置于其中为加热源，用轻质保温棉高压定形的半球形保温体保温，外壳用一次性高温塑料制成，上盖采用静电喷塑工艺，用大功率可控硅控温，具有外形美观、重量轻、恒温控制，形状标准，经久耐用的特点。TYHW型调压恒温电热套ZNHW-II 250该电热套除具有PTHW型的加热性能外，更具有热利用率高的特点，它是用大功率可控硅调压，继电器控制线路，与接点式温度计相配可达到调温恒温效果。BXHW型表显恒温电热套 ZNHW-II 500该电热套采用集成电路控制，热电偶感温，指针表式显示温度，可先设定所需温度，电热套在达到所需温度时即保持恒温加热，该产品可交替显示控制电热套内温度、瓶内溶液温度，具有控温精确，温度显示直观的特点。ZNHW型智能恒温电热套ZNHW-II 1000该电热套采用PID智能操作控制，热电偶感温，可控硅控制输出，单键快速升降温度设定模式，设定、控制双排数字显示，并设有断偶保护功能。当设定好所需温度后，微电脑将根据温度差自动调整升温速度，通过间断供电，比例调节，快速达到最佳升温效果，使之无温冲，400℃内± 1℃平衡加温，该电热套还设有内外热电偶转换器件，可精确显示控制电热套温度，转换后又可精确显示控制瓶内溶液温度。ZNHW-Ⅱ型智能恒温电热套ZNHW-II 2000该电热套除具有ZNHW型功能外，又增加了自整定功能，当启动自整定功能后，将使控温在同一条件下升温速度最快，精度更加准确。但当改变被加热介质时需重新自整定。ZHQ型电热套ZNHW-II 3000该电热套是专供实验室在磁力搅拌器上做加热搅拌用的电热套。多孔电热套ZNHW-II 5000可生产两孔、四孔、六孔、调温、表显、数显型电热套，加热板及来图加工异形产品。公司名称：上海昨非实验室设备有限公司电 话：021-51872183传 真：021-61249232

冻干工艺精准操控Lyovapor&trade L-300实现全自动终点判定冻干应用”1简介冷冻干燥是一个独立的过程，在这个过程中实时分析样品是比较困难的，特别是检测其残余水分含量。工艺优化，特别是获得干燥和稳定产品所需的工艺时间，通常依赖于反复试验的方法。在本文中，使用了不同过程分析技术的组合来确定实验室冷冻干燥机(Lyovapor&trade L-300)中甘露醇溶液一次和二次干燥的终点。在加热隔板上使用西林瓶，通过对样品参数的原位测量间接跟踪干燥过程，可以在运行的冷冻干燥循环中即时调整过程时间。它有助于根据产品所需的残余水分含量更快地优化参数。此外，这些分析技术为监测过程的再现性提供了必要的工具。2实验设备Lyovapor&trade L-300 Pro, BÜ CHI Labortechnik AG电容和皮拉尼压力计，Pt 1000 热电偶冷冻干燥瓶，标称体积 10.0 mL, Schott AGLyo 三角橡胶塞，Wheaton陶瓷板磁力搅拌器硼硅玻璃烧杯和量筒分析天平(精度±0.1 mg)实验室 -50°C 冷冻柜3试剂和耗材甘露醇 97,0 - 102,0 Ph. Eur. , USP, VWR Chemicals (25311.366) 去离子水4实验流程4.1 实验部分制备 100mg /mL 甘露醇去离子水溶液。使用容量分配移液管将甘露醇溶液装入120个冷冻干燥瓶(每瓶 5.0 mL)。在每个小瓶上放置一个三脚橡胶塞，以便在冷冻干燥过程中去除水蒸气。一个 Pt 1000 热电偶被放置在两个制备的冷冻干燥小瓶的“中心底部”。在室温下，将这些小瓶放在两个铝制框架的冷冻干燥隔板上(每个架子 60 个小瓶)。在每个隔板上，一个装有热电偶的小瓶被直接放置在隔板的中心。热电偶连接到各自的隔板上。隔板插入到 Lyovapor&trade L-300 的金属支架上。一个空的冷冻干燥隔板被放置在上层，西林瓶包括隔板，以确保两个样品隔板接收到同样的热量。将包含隔板和样品瓶的支架转移到 -50°C 的冷冻室预冻 24 小时。4.2 方法编程冷冻干燥按照表1设定的隔板温度、真空度和时间运行。表1. 详细的 Lyovapor&trade L-300 冷冻干燥工艺用于 50 mg/mL 甘露醇溶液的西林瓶冷冻干燥步骤_1234阶段加载初级干燥次级干燥持续时间_4h12h1h20min6h隔板温度℃-4020204040加热梯度℃/min_0.2500.250压力 mbar_0.10.10.10.1初级干燥采用温差试验、压差试验(比较压力测量)和升压试验三种自动终点试验。表2.初级干燥阶段终点确定的设置温差试验压差试验升压试验极限：1.0℃极限：0.05mbar极限：0.06mbar试验时长：30min试验时长：30min试验时长：30s*开始时间：12h*开始时间：12h**开始时间：11h55min__重复时长：60min**是否继续：是**是否继续：是**是否继续：是是否通知：是是否通知：是是否通知：是* 开始时间的值表示在初级干燥的程序阶段结束之前的测试开始。** 如果所有测试都成功，将自动启动第二阶段，并继续进行干燥过程。其中，温度和压差测试直接从初级干燥阶段的第 2 步开始(见表2)。升压测试的压力极限设置为 0.060 mbar，测试时间为 30 秒。第一次升压试验在初级干燥第 2 步进行 5 分钟后进行，每 60 分钟重复一次。表3. 次级干燥阶段终点确定设置温差试验压差试验极限：1.5℃极限：0.05mbar试验时长：30min试验时长：30min*开始时间：6h*开始时间：6h**是否继续：是**是否继续：是是否通知：是是否通知：是*时间，从干燥阶段结束开始。**如果所有测试都成功，将自动启动下一阶段(封塞、保持)，并进行干燥过程。其中，在温差和压差测试中，测试时间设置为 30 分钟，从步骤 4 开始直接开始测试。5实验结果5.1 温差试验图1 和 图2 为小瓶甘露醇样品冷冻干燥的温度和压力曲线。在图1中显示了两个隔板上样品温度。热电偶测得初级干燥主要部分的产物温度在 -7℃ 左右。随着水分含量和升华速率的降低，产品温度升高，在初级干燥结束时达到隔板温度。经过16.0小时的干燥时间，达到了温差试验的标准。▲ 图1. 隔板(红色)，样品 Pt 1000(蓝色，蓝绿色)和 Lyovapor&trade L-300 冰冷凝器(粉红色)的温度测量。相应的，在设定冷凝器压力为 0.100 mbar 时，电容式压力计测得的干燥室内实际压力平均值为 0.150 mbar，如 图2 所示。在冰升华过程中，由依赖气体的皮拉尼压力计获得的压力值比电容压力计测量的压力值大约1.6倍。随着冰含量和升华速率的降低，皮拉尼压力计的压力值接近电容压力计的测量值。▲ 图2. 外部电容(绿色)压力计和皮拉尼(红色)压力表以及内部压力计(黄色)测量的压力。▲ 图3. 电容式(绿色)压力计与皮拉尼式(红色)压力计的计算压差如 图2 所示。图3 显示了从两个外部压力表(皮拉尼压力计减去电容压力计)的值计算得出的数值差异。在大约15.5小时的干燥时间后，达到了压差测试的标准。升压试验结果如图1和图2所示。在皮拉尼和电容式压力计的曲线(图2)中可以看出，尽管中间阀关闭，干燥室内的压力上升是由于水蒸气的持续升华造成的。在冰升华过程中，最初的高压上升值在初级干燥结束时大幅下降(棕色尖峰)。初级干燥 16.3 小时后达到升压试验标准。相应的，从设定的隔板温度曲线可以看出图1中升压试验的时间点。每次进行升压试验时，架子的加热在试验期间自动暂停。由于最后一次初级干燥终点测试在 16.3 小时后成功，因此与最初设定的初级干燥时间相比，样品干燥状态的自动检测将初级干燥阶段延长了 0.3 小时(见 表1)。随着升压试验的完成，所有设定终点试验均顺利完成，冻干循环自动进入次级干燥阶段。这种原位跟踪防止了在所有冰升华之前过早过渡到二次干燥阶段。所有三种测试对终点的估计时间大致相似，约为 15.5 至 16.3 小时。在次级干燥阶段，从产品中去除未冻水导致皮拉尼计记录的压力值在干燥时间约 18 小时(红色曲线)增加，如 图2 所示。除水后，总干燥时间 22.5 小时，压力曲线接近电容式压力计测量值，满足压差试验标准。23.1 小时后，隔板温度曲线与样品温度曲线符合，温差试验也成功完成(见 图1)。最后，在冷冻干燥过程结束时，干燥循环自动进入保持阶段。在应用西林瓶冷冻干燥工艺中获得了具有可接受视觉外观的干粉。▲ 图4. 装有甘露醇的最终冻干瓶6实验结论本申请说明探讨了过程分析技术(PAT)在冷冻干燥过程中的适用性，重点是监测干燥室压力和样品温度，以评估样品的干燥状态。研究表明，这些过程分析技术与压差、压升和温度测试的自动端点确定设置相结合，可以在不中断样品水分含量分析过程的情况下估计实际干燥时间。通过防止过早过渡到下一个干燥阶段，如次级干燥或保持，提出的方法提高了工艺效率。这些端点测试的集成有助于干燥过程的精确控制和可靠性，从而获得所需的产品属性，如最佳干燥度和视觉外观。研究结果确定了在Lyovapor&trade L-300冷冻干燥机中使用单独或联合终点测试来准确确定终点的有效性。7参考文献本文档是与 TH Kö ln 的 Heiko Schiffter 教授合作创建。

在环保监测领域，客户主要包括两大类型，一类是环保、市政、水利等具有环境监管职责或具有环境监测需求的政府部门和事业单位，监测对象涵盖地表水、地下水、环境空气、市政供水管网等，这部分客户的市场需求主要受环境监测体系的建设规模及相应财政预算规模的影响；第二类是需要进行环境监测监管的污染源企业，包括制药、造纸、化工等企业，这部分客户的市场需求主要受自身经营规模及政府环境监测监管执行力度的影响。因此，环境监测设备行业的市场需求具有明显的政策驱动型特征。从目前看，国家已将环境保护列为基本国策，政策变动的可能性非常小，随着环保政策的趋严，市场需求会越来越大。A1130自燃点测定仪是根据国家电力部行业标准DL/T706《电厂用抗燃油自燃点测定方法》研制的，用于测定30MW以上发电机组调速系统中抗燃油的自燃点温度。本仪器智能控温，加热均匀，布局合理，准确度好。使容器内部温度达到热平衡，利用反光镜观察抗燃油的燃点，本仪器外观美观，测试方便，性能稳定可靠。功能特点1.采用人工智能调节算法进行控温。2.LED数码显示，K型热电偶，主辅加热器自动切换使容器内部温度达到热平衡。3. 烧瓶内的顶部、中部、底部温度控制在1℃之内。4.万向观察镜监视燃点，性能稳定可靠。技术参数量程：室温～800℃精度：烧瓶顶部、中部、底部三点温差≤1℃环境温度：室温～50℃ 相对湿度：＜80% 工作电源：AC220V±10% ，50Hz 控温准确度：±1℃最大功率 ＜2000WA1131自燃点测定仪符合DL/T706标准，参照德国DIN51794标准研制。用于测定30MW以上发电机组调速系统中抗燃油的自燃点。仪器采用先进的控温方式，三段温度自动控温，自动完成抗燃油自燃点的测定，具有到达预设置自燃点后自动恒温、自动计时、自动检测自燃点、自动换气。具有测量准确，重复性好，自动化程度高，稳定可靠，操作简单等优点。功能特点采用先进的AI人工智能调节算法进行控温LED数码显示，K型热电偶,主辅加热器自动切换使容器内部温度达到热平衡烧瓶内的顶部、中部、底部温度控制在1℃之内万向观察镜监视燃点，性能稳定可靠技术参数操作方式：9.0英寸超大彩色触摸屏运行平台：Android操作系统控温范围：200～800℃控温精度：±0.1℃电源电压：交流220V±10% 50Hz±10%环境温度: 5℃ ～ 40℃相对湿度：≤85%　功 率：2000W外形尺寸：580mm×350mm×690mm重 量：33.26kg

在过去几十年中，微型化是微电子行业的重点发展方向。更小型的设备运行速度更快且具有更紧凑的系统。纳米技术和薄膜处理领域的进步已延伸到各种技术领域，包括光伏电池、温差电材料和微机电系统（MEMS）。这些材料和设备的热属性对于这类工程系统的持续发展至关重要。但是，这些系统存在与热传导有关的各种问题。为了更有效地解决这些问题，全面了解微型材料的热传导性质至关重要。今天小菲就给大家解说下，在阿林顿的得克萨斯大学，以微型热物理学实验室主任Ankur Jain博士为首的团队研究与微尺度热传导有关的各种话题。该实验室采用各种现代设备和仪器，其中就包括FLIR红外热像仪。三维集成电路中的散热Ankur Jain博士负责微型热物理实验室，在实验室里他和他的学生进行关于微尺度热传导、能量转换系统、半导体热管理、生物传热等相关话题的研究。三维集成电路（IC）中的热耗散是一大技术挑战，尽管在过去的十几年或二十年中进行了大量的研究，但这一技术的广泛应用仍然受到阻碍。因此，微型热物理学实验室的研究人员开展实验以测量三维集成电路的关键热特性，开发分析模型以了解三维集成电路中的热传导。测量温度场薄膜材料自诞生以来就一直是微电子技术的一个重要特征，为芯片提供多种功能。为了准确地了解薄膜的热性能，我们需要将热性能与沉积过程中不断变化的微观结构和形貌联系起来。这样，就可以研究诸如导电性、体积模量、厚度和界面热阻等属性。Ankur Jain博士称：“我们对微型器件上温度场随时间的变化尤其感兴趣，通过测量基质的热属性，我们尽力了解微尺度热传导的基本性质。”在电子元件中，热通常是主设备运行的不良副作用。因此，充分了解薄膜的瞬态热现象十分重要。Ankur Jain表示：“通过测量基质的热属性，我们尽力了解微尺度热传导的基本性质。”“通过了解热如何在微系统中流动，我们能够有效地将过热问题最小化。这有助于我们设计出微系统，并在材料选择方面作出更明智的决策。例如，我们已进行一项研究，旨在比较各种类型薄膜的热传导属性。”红外热像仪的应用为了测量微电子设备的温度，Ankur Jain博士的团队使用过各种技术，包括热电偶。这项技术存在的主要问题是热电偶仅能测量单点温度值。为了获得温度场的更全面直观的图像，Jain博士决定使用FLIR红外热像仪。FLIR A6703sc红外热像仪专为电子元件检测、医疗热成像、生产监控、非破坏性测试等应用而设计，完美适用于高速热事件和快速移动目标。短曝光时间使用户能够定格运动，获得精确的温度测量值。热像仪的图像输出可以通过调节窗口，将帧频提高至480帧/秒，并精确描述高速热事件的特征，从而确保在测试过程中不会遗漏关键数据。Ankur Jain表示：“我们感兴趣的设备中的热现象转瞬即逝，我们需要整个温度场的信息，而不是单点测量值，FLIR A6703sc在实验期间大有助益，为我们呈现受测设备非常精细的细节。”FLIR ResearchIR助力科研研发此外，Ankur Jain博士的团队一直将FLIR ResearchIR分析软件用于科研研发应用领域。ResearchIR是一款强大且简单易用的热分析软件，可实现热像仪系统的命令和控制、高速数据记录、实时或回放分析以及报告等。Ankur Jain道：“经证实，FLIR的ResearchIR软件非常实用，尤其是，它能够保存我们的热记录然后在数台电脑之间共享以供进一步分析”。“ResearchIR极大地增进了我们团队内以及我们团队与其他团队的协作，非常感谢菲力尔产品的支持！”

无论是生产制造应用，还是复杂的工艺过程，确保机器装置正常工作及保障正常运行时间至关重要。状态维护系统有助于确保产量和质量，并降低因意外断电和维护维修产生的成本。今天，小菲就来和大家说说某台湾技术集成商ADE，基于FLIR AX8热像仪探测器的强大功能，面向公用事业单位开发了一套结构紧凑、价格经济的状态监控解决方案。降低成本的迫切性如今，大多数半导体行业的制造企业开始根据统计分析与预定义周期对关键设备进行预防性维护。虽然，此类实践在管理设备可用性与产品产量方面已取得可观成就，但时间成本和物料成本始终居高不下。有时，会造成对不必要的机器进行干预的浪费。此外，遗漏维护作业将导致机器故障、产品质量不佳与意外停机。FLIR台湾销售经理Wayne Sun表示：“维护是现代半导体制造企业的一个关键问题。过去，状态维护与监控曾被一些公用事业公司与高端行业采用，因设备停机产生的成本对公司的盈利能力起到关键影响。但随着时间的推移，像台湾的一些半导体与电子产品行业逐渐开始意识到状态维护与监控的必要性。”传统状态监控的局限性状态监控是识别设备内部性能的有效方法，对检测设备健康状况与潜在功能衰退过程具有指导意义。机器内部的热积聚是一项仅次于振动与功耗的重要指示参数。预测机器与系统故障的能力可显著降低各类成本，提高可用性能。 ADE位于台湾新台北市，为了在物联网领域发挥更多作用，依托无缝集成工业设备与其它数据探测器的先进视频处理技术，已在工业市场驰骋多年。Wayne Sun表示：“就预防性维护而言，ADE深知公用事业单位与生产企业的各项需求。如今，常用的预防性监控技术为可见光CCTV摄像头与热电偶。这两种技术已证实了其使用价值，但在预防性维护环境中，这些设备又存在一定的局限性。”毫无疑问，可见光相机能对设备进行全天候监控，并能及时识别某些生产问题，但却无法观察到导致设备发生故障的热积聚问题。为了检测设备温度，常用的设备有热电偶。由于热电偶只能在某个时间测量物体某个点的温度，并不能显示问题的完整热分布，因此，也具有一定的局限性。FLIR红外热像仪目前，红外热像仪在全球状态监控与过程控制应用领域得到了广泛应用。需要监控的典型设备包括：高低电压装置、水轮机、压缩机等机电设备。Wayne Sun表示：“热像仪能够观测预示设备故障的发热问题，为生产专家及决策者们提供更详细的信息。而且，它们能实现连续监控，无需中断生产，防微杜渐，将问题消灭在萌芽阶段。ADE作为FLIR热像仪的解决方案集成商与经销商，深知热成像技术的强大功能。公司已将热像仪机芯与部件集成于更庞大的系统中，用于许多垂直市场。但是，也仅仅是在FLIR AX8热像仪问世后，ADE才决定为生产企业及公用事业单位打造一套专用的状态监控解决方案：T-Guard。FLIR AX8 FLIR AX8尺寸仅为54x25x95mm，能轻松安装于空间狭小的区域，价格经济实惠，其将红外热像仪和可见光相机合二为一，提供连续温度监控和报警功能。FLIR AX8有助于您防止意外断电、非计划停机、服务中断和机电设备故障等。专属监控方案：T-GUARD温度监控系统ADE的T-Guard解决方案包含FLIR AX8热像仪与ADE的AD-TG200网络视频录像机，旨在帮助工厂与公用事业单位管理由FLIR AX8探测器触发的警报。此外，该解决方案还能提供其它探测器信息，如：IP摄像头、电压测量与环境温度测量。T-Guard基于数据采集、实时用电管理、光伏太阳能管理、环境控制系统(ECS)与其它应用，可对设备的状态进行监控，为控制中心生成重要警报，对设备故障进行排查。温度信息便于系统根据温度上升范围与故障的紧急性发出不同警报。T-Guard最多可管理9台FLIR AX8热像仪，对整个企业的配电管理、光伏太阳能发电管理、环境控制系统(ECS)及其它应用进行监控。结构轻巧，易于集成只有结构紧凑、易于集成的状态监控探测器可以轻松安装于生产设备中。FLIR AX8的问世让集成商们具备了这一先决条件。ADE总经理Jeffrey Chow表示：“对于传统状态监控而言，FLIR AX8堪称技术创新的先驱。AX8能轻松集成于当前的自动化PLC与NVR系统中。借助FLIR AX8，安全行业最终能将价格经济的智能探测器应用于使用热像仪的状态监控中。T-guard将AX8与网络视频录像机与报警机制相结合，充分发挥了AX8的各项性能优势。涡轮机、压缩机及其他机电设备在运行的过程中，任何异常现象都可能会导致危险状况发生，因此要做好设备的状态监控，这样就可以在故障发生前识别问题，防止发生成本高昂的停机事件。

本文简要综述了可调谐二极管激光吸收光谱技术 (TDLAS) 及其在监测冷冻干燥过程中的应用。通过结合TDLAS的测量和完善的传热传质模型来描述冷冻干燥，用户可以获得影响*产品质量的关键工艺参数 (KPPs) 的信息。SP Scientific 基于TDLAS的传感器LyoFlux，测量连接冷冻干燥器腔体和冷凝器的箱阱阀中的水蒸气浓度和气体流速。使用近红外光谱技术提供了水的浓度和气体流速的实时测量，用于确定水的质量通量(g/s/cm² )。结合箱阱阀连通轴横截面积，提供了离开产品腔水蒸气的质量流量(g/s) [1]。在产品干燥过程中集成流量测量，以确定总水的含量 (g) 。 传感器控制的电子器件和近红外光源被设计为从传感器远程定位。传感器控制单元 (SCU)与光学测量接口之间的通信通过光纤和电子信号电缆实现。传感器的硬件和软件被设计为可以自动操作传感器通电，以有限的用户交互提供连续的测量。该监测器被设计为24/7操作，使用强大的通讯级光学和定期系统健康监测，以确保准确的流量测量。TDLAS技术原理TDLAS传感器依靠众所周知的光谱原理和灵敏的检测技术来连续测量选定气体的微量浓度。TDLAS传感器是基于激光束通过吸收介质传播时的衰减。相关气体成分的吸收特征由比尔定律方程式(1)描述： 方程式（1） Io,v是初始激光强度 Iv是穿过一个路径长度后记录的强度 L穿过测量体积； S (T)是与温度相关的吸收线强度； g (v - v。)为谱线线性函数 (积分到一个值为1) ； N为目标吸收器的数量密度。谱线强度S的温度依赖性是由被探测的吸收器的量子态的玻尔兹曼热总体统计量引起的。括号中的量被称为光吸光度，它是根据传输强度的分数变化来衡量纯信号强度的一个指标。谱线强度与线性函数的乘积是光吸收截面。方程式(1)可以重新排列和积分，提供一种测定溶剂数密度的方法，N，单位是cm^(-3)或 gcm^(-3)，用于确定气体的质量流量。关于质量流量测定 图1：图示在冷冻干燥机阀芯中速度测量的概念(左)产生的多普勒偏移吸收光谱(右)质量流量的测定需要测量在测量体积中的气体流速。速度测量的概念是基于多普勒频移吸收测量， （如图1所示）。速度是由激光传播矢量k和已知角度θ引起的水蒸气的多普勒位移吸收光谱确定的,气体流速矢量u。吸收光谱相对于静态气体样品的吸收波长在波长或频率上移位，其偏移量与气体的速度u和u与探测激光束传播矢量k之间的角度有关。使用横跨连通这轴的两个视线测量，用一个测量路径与阀芯内的第二个路径进行比较来测量频移，并由方程式(2)来描述： 方程式（2） u是速度 (cm/s) ； c是光速 ((310^10cm/s)； Δv为峰值吸收位移，从它的零速度频率(或波长) cm^(-1) ； v。为吸收峰值频率cm^(-1) ，(或波长) 在零流速； θ是激光穿过流体和气流矢量之间形成的夹角。关于瞬时质量流量的确定瞬时质量流量(dm/dt，g/s)由方程式(3)确定，dm/dt由测量数密度(N，gcm^(-3))、气体流速(u, cm/s)、通道截面积(A, cm² )和若干单位换算因子的乘积计算而得： 方程式（3）移除的水的总量 (g) 是通过对升华运行时间内的瞬时测量的积分来确定的。Lyostar冷冻干燥机中的TDLAS图2显示了安装在SP Scientific 公司的Lyostar冷冻干燥机中的TDLAS的照片。双视线测量配置提供的速度测量灵敏度优于1 m/s，质量流量测定灵敏度优于1x10^(-4)g/s。 图2：安装在SP Scientific公司的Lyostar冷冻干燥机中的配置双视线测量TDLAS照片示意图TDLAS技术在冻干过程中的应用一次和二次干燥终点判定 图3显示了具有代表性的TDLAS水浓度测量和质量流量测定，是在Lyostar冷冻干燥机中干燥5%乳糖配方的过程中进行测定的。 图3：在Lyostar冷冻干燥机中干燥5%乳糖过程中，TDLAS水蒸气浓度测量和质量流量测定的时间轨迹数据轨迹中的峰值是由于在整个干燥周期中进行的压力上升测量。在一次干燥过程中，产品层板温度对四个不同的设定点进行了调整，从而在红色质量流量数据中观察到阶跃变化。在一次干燥结束前，质量流量的下降是由于随着干燥层厚度的增加，干燥层阻力的增加。水的浓度和质量流量数据轨迹都清楚地表明了一次和二次干燥终点。产品温度确定在制药产品冻干过程中，温度历史数据是药品最重要的特征，但其测量一直存在问题。 标准的实验室方法包括将温度传感器（探头），通常是热电偶，直接放置在一些选定的产品瓶中。将热电偶放置在产品中会导致冻结行为的偏差，这就转化为产品温度和干燥时间的差异。干燥过程中的产品温度直接影响到产品质量，因此，开发一种广泛适用的、稳健的测量解决方案是一个重要的行业目标，在工艺异常过程中的温度测量可以防止产品的损失。压力温度测量 (MTM) 压力上升技术已用于在一次干燥的前三分之二期间提供批次平均产品温度，此时批次中的所有小瓶都在一次干燥中。由于需要快速关闭隔离阀，该技术通常只适用于实验室规模的冻干机，并不能为生产规模的温度监测提供解决方案。相反，基于TDLAS的测量技术可以为所有规模的冻干机提供所需的测量能力。它已经证明，基于TDLAS的质量流量测量 (dm/dt) 可以与稳态传热和传质模型2，3相结合，在实验室级冻干机[4]中连续、实时地测定批次平均产品温度。基于小瓶冻干过程中的传热可以用热障和温度梯度来描述。热量从产品腔的层板通过玻璃瓶的底部传输给冷冻产品，以补偿通过升华去除的热量。从层板到产品的热流由方程式（4）来描述： 方程式（4） dQ/dt为从层板到产品的热流 (cal/s或J/s) ； Av是由小瓶外径计算出的横截面积； Kv为瓶传热系数 (特定压力下的特定瓶类型) ； Ts是层板表面的温度； Tb是位于小瓶底部中心的冷冻产品的温度。 在稳态下，热流 (dQ/dt) 与质量流 (dm/dt) 有关，即ΔHS（如方程式 （5）所示): 方程式（5）其中ΔHS为 (650 cal/g) 。方程式（4）和（5）可以组合并重新排列，以提供在方程式（6）中所示的小瓶底部的产品温度： 方程式（6）在实验室中，小瓶传热系数Kv，可以通过进行升华测试用方程式（7）单独确定，将纯水注入小瓶而不是产品： 方程式（7） 在这里，可以确定平均温差(Ts - Tb)。在实验过程中，在选定的小瓶(底部中心)中使用热电偶以及在货架表面使用胶粘热电偶。请注意，在实验室中，含有热电偶的小瓶和不含热电偶的小瓶之间的温度偏差很小，可能是由于灌装小瓶的产品液中的颗粒污染，而且对Kv的测定也不重要。Av很容易通过测量来确定。质量流量可以根据已知的水的初始质量和在一次干燥 [4]的预定时间间隔后的剩余水的质量来确定，或通过TDLAS传感器进行批量平均测量 [4] [5]，腔室压力的增加导致Kv的增大，气体传导对小瓶传热系数的贡献值优于层板传导和辐射传热贡献。在确定小瓶批次平均传热系数之后，将dm/dt测量与基于热电偶的层板温度测量、小瓶横截面积和升华水热结合起来，使用公式（6）[4]确定批次平均产品温度。将TDLAS确定的底部中心温度与基于热电偶的产品温度测量值进行比较，以评估测量技术的准确性。10%甘氨酸一次干燥实验结果如下图5所示。 图5：基于TDLAS的批次平均产品温度测定的可行性证明该图显示了基于中心的小瓶和边缘的小瓶热电偶的温度测量之间的明显差异，边缘的小瓶产品温度高于中心的小瓶，这是由于来自温暖的干燥器壁和门的辐射热负荷。TDLAS确定的批次平均产品温度，最初偏向于在早期的一次干燥中热电偶测量的中心瓶，因为最初有更多的“中心瓶”，相比在一次干燥后期的“边缘瓶”，然后提供一次干燥后期边缘瓶和中心瓶之间的平均测定值。除了TDLAS和热电偶温度测量外，还使用MTM技术测定了批次平均产品温度。MTM和TDLAS技术在一次干燥是一致的。额外的分析可以确定升华界面的产品温度Tp [6]。除了确定干燥终点和产品温度外，LyoFlux TDLAS传感器的其他应用还包括评估冷冻干燥器设备的能力极限（参考之前文章：如何测试冻干机的极限性能——可支持的*升华速率），监控工艺和产品参数，并根据质量设计程序开发干燥周期。 TDLAS 技术在冻干过程中应用总结测量水蒸气浓度和气流速度，使之能够连续运行水蒸气质量流量的测定[1]一次和二次干燥终点的测定[1]设备能力测定：阻塞流测定[7]基于QbD的冷冻干燥工艺开发[7][8]小瓶传热系数的测定[4][5]在一次干燥过程中连续测定批次平均产品温度[4]连续测定产品干燥层厚度连续测定产品耐干燥性[9][10]干燥不均一性评估：预测完成一次干燥的小瓶数[9]实时跟踪二次干燥过程中产品残留水分含量[11]总之，基于LyoFlux TDLAS 技术提供了一种独特的测量能力，在整个冷冻干燥过程中提供自主和 连续的水蒸气质量流测定。水蒸气质量流量的测定可以与冷冻干燥的传热和传质模型相结合，以进一步了解干燥过程和影响*干燥产品质量的关键参数，如产品温度等。LyoFlux 适用于实验室、中试和生产规模的冷冻干燥机，使该PAT工具能够用于冻干过程放大和全过程控制。参考文献：[1] Gieseler, H., Kessler, W. J., Finson, M. F. et al., “Evaluation of tunable diode laser absorption spectroscopy for in-process water vapor mass flux measurements during freeze-drying,” J. Pharm. Sci. 96(7):1776-93, 2007.[2] Pikal, M. J., “Use of laboratory data in freeze drying process design: Heat and mass transfer coefficients and the computer simulation of freeze drying,” J Parent Sci Technol 39:115-138, 1985.[3] Milton, N., Pikal, M. J., Roy, M.L., Nail, S.L., “Evaluation of manometric temperature measurement as a method of monitoring product temperature during lyophilization,” PDA Jour Pharm Sci Tech 51:7-16, 1997.[4] Schneid, S. C., Gieseler, H., Kessler, W. J., Pikal, M. J.,“Non-invasive product temperature determination during primary drying using tunable diode laser absorption spectroscopy,” J. Pharm. Sc. 98(9):3401-3418, 2009.[5] Kuu, W. Y., Nail, S. 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