松野温度传感器

[align=center][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]常用温度传感器[/font][font='Times New Roman'] [font=Times New Roman]—— [/font][/font][font=宋体]热敏电阻温度传感器[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体]热敏电阻是利用金属氧化物半导体材料的电阻值随温度变化特性制成的热敏元件，与常见的热电阻相比，其电阻温度系数更高，可以获得更高的温度检测灵敏度。热敏电阻成本较低、阻值随温度变化的曲线呈非线性、不同元件之间的特性分散性较大、可测量温度范围较低，一般用于室温或者色谱仪的某些工作于较低温度的辅助单元。[/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][font=宋体][font=宋体]热敏电阻是金属氧化物半导体材料制成的测温元件，与热电阻（例如铂电阻）测温原理类似，温度变化会改变其电阻值。一般分为负温度系数（[/font][font=Times New Roman]NTC[/font][font=宋体]）热敏电阻、正温度系数（[/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体]）热敏电阻和临界温度（[/font][font=Times New Roman]CTR[/font][font=宋体]）热敏电阻三类。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]各类型的热敏电阻温度特性曲线如图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]所示，[/font][font=Times New Roman]CTR[/font][font=宋体]热敏电阻在工作温度范围内，当温度超过确定数值时，其电阻值发生急剧变化，主要用于温度开关。[/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体]热敏电阻在工作温度范围内阻值随温度上升而增大，常用于电气设备的过热保护、电路中的限流元件或发热源的定温控制。[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]NTC[/font][font=宋体]热敏电阻温度特性与[/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体]相反，在工作温度范围内，电阻随温度升高而降低，并且其低温下电阻值较高，电阻值随温度的变化率较大，常用于温度补偿或者温度测量领域。因其较大的电阻变化率，容易得到较高的测温精度。[/font][/font][align=center][img=,264,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231550112039_9513_1604036_3.jpg!w551x510.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]1 [/font][font=宋体]热敏电阻温度特性曲线[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]热敏电阻可根据使用要求，封装加工成各种形式的探头，例如棒状、盘装、珠装等，其尺寸较小、响应速度快、灵敏度高，典型外观如图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]所示。其工作温度范围为[/font][font=Times New Roman]-50~350[/font][font=宋体]℃，高精度测定温度情况下建议使用温度不超过[/font][font=Times New Roman]150[/font][font=宋体]℃。热敏电阻一般常用于数值较低范围温度的检测，例如实验室室温检测或者色谱仪内部器件散热片或仪器外壳的温度测定。[/font][/font][align=center][img=,278,132]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231550224349_7538_1604036_3.jpg!w535x253.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2 [/font][font=宋体]热敏电阻外观[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]某些分析条件需要[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]或者[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]的柱温箱工作温度于接近室温（例如[/font][font=Times New Roman]35[/font][font=宋体]℃），此种情况下高稳定性和高精度的温度控制较为困难，实验室室温的变化会影响柱温箱的温度稳定和控制精度。色谱控制系统需要根据室温的数值确定柱温箱温度的控制参数，此种场合下，测定室温经常会用到热敏电阻用于柱温箱温度的辅助控制。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]某些电气或者光学部件（例如[/font][font=Times New Roman]FPD[/font][font=宋体]检测器的干涉滤光片、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]的氘灯等部件）要求的工作环境温度较低，基于对部件的保护，热敏电阻一般会安装在这些部件的散热片上。当意外情况发生（例如断电或者散热风扇损坏）使部件温度超过其保护温度时，色谱系统将会自动启动散热风扇或者发出报警。[/font][/font][font=宋体]某些型号的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]使用热敏电阻作为漏液传感器，实质利用了热敏电阻的测温原理。当[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]系统发生泄漏，泄漏出的液体接触热敏电阻表面，由于液体蒸发造成热敏电阻表面温度降低，色谱系统感知到其温度变化，会触发漏液报警。[/font][font=宋体][font=宋体]此外还有利用[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结温度特性制成的半导体热敏元件，称为固态温度传感器或集成温度传感器。硅管的[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结的结电压在温度每升高[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]℃时下降约[/font][font=Times New Roman]2mV[/font][font=宋体]，利用此特性，可以将硅二极管或者三极管制成[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结温度传感器，其尺寸较小、线性良好、时间常数短、灵敏度高，测温范围一般为[/font][font=Times New Roman]-50~150[/font][font=宋体]℃。其安装位置和使用场合与热敏电阻传感器相同。[/font][/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]简单说明热敏电阻和固态温度传感器的原理。[/font]

[align=center][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]常用温度传感器[/font][font='Times New Roman'] [font=Times New Roman]—— [/font][/font][font=宋体]热电阻温度传感器[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体]温度测量的方法较多，按照待测介质是否与测量体接触，可以分为接触式和非接触式测温法两类。接触式测温传感器包括热电偶、热电阻、半导体温度计和双金属温度计等。非接触测温传感器主要为光学温度计。[/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][font=宋体][font=宋体]电阻温度传感器是利用导体或半导体材料电阻值随温度变化而变化的特性进行温度测量的，使用金属材料作为感温元件的传感器，称为热电阻。热电阻传感器主要用于[/font][font=Times New Roman]-200~500[/font][font=宋体]℃温度范围的测量。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]大部分金属材料在温度升高时电阻将增大，其温度[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]电阻特性关系大多呈现出非线性状态，如图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]所示。一般需要在特定温度范围之内将特性关系线性化以方便使用。[/font][/font][align=center][img=,212,200]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300840031596_5169_1604036_3.jpg!w690x652.jpg[/img][font=Calibri] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Calibri]1 [/font][font=宋体]热电阻温度[/font][font=Calibri]-[/font][font=宋体]电阻关系曲线[/font][/font][/align][font=宋体]金属热电阻的温度特性方程一般表示为：[/font][align=center][font=宋体][font=Times New Roman]R[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]t[/font][/font][/sub][font=宋体] [font=Times New Roman]= R[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]0[/font][/font][/sub][font=宋体][font=Times New Roman][1+[/font][font=宋体]α（[/font][font=Times New Roman]t-t[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]0[/font][/font][/sub][font=宋体][font=宋体]）[/font][font=Times New Roman]][/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]对于大多数金属，[/font][font=宋体]α并非常数，但是在一定范围内此系数变化不大，可以近似认为是常数。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]热电阻温度传感器测量精度高、性能稳定、灵敏度高，最常用的金属热电阻为铂电阻。不同型号铂电阻通常用分度号进行区别，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]最常用的铂电阻为[/font][font=Times New Roman]Pt100[/font][font=宋体]，即在零摄氏度下，其电阻值为[/font][font=Times New Roman]100[/font][font=宋体]Ω，测温范围为[/font][font=Times New Roman]-100~650[/font][font=宋体]℃。[/font][/font][font=宋体]铂热电阻化学性质稳定，可以在氧化性介质中工作，甚至在较高温度下也能保持物理化学性质稳定、精度高、电阻率大、性能可靠，在温度传感器中的广泛应用。[/font][align=center][font=宋体]铂电阻传感器的基本构造[/font][/align][font=宋体]金属热电阻按结构分为装配式、铠装式和薄膜式，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]主要使用装配式和薄膜式。装配式热电阻由电阻丝和支架组成，并以陶瓷或者金属外壳包覆，一般用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]的进样口、检测器和其他金属部件中。其体积较小，温度传导速度较慢，需要将其紧密贴合在金属部件内部，有些厂家加装有金属箔或者导热硅脂以改善其导热速度。[/font][font=宋体][font=宋体]薄膜式铂电阻一般采用显微照相和平板印刷光刻技术，是铂金属膜附着在耐高温的陶瓷基座上，体积可以制作的很小，热容量小，传热速度快，如图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]所示。薄膜式铂电阻一般用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]的柱温箱部分的温度测量和控制。[/font][/font][align=center][img=,259,184]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300840145810_173_1604036_3.jpg!w593x421.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2 [/font][font=宋体]装配式铂电阻[/font][/font][/align][align=center][img=,132,133]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300840242686_9605_1604036_3.jpg!w252x252.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]3 [/font][font=宋体]薄膜式铂电阻[/font][/font][/align][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]中不同部件的温度控制系统，存在较大的温度传导速度差异，一般色谱柱温箱采用流动空气加热，导热速度较快，那么通常使用薄膜式铂电阻。如果在色谱柱温箱中使用导热速度较慢的装配式铂电阻，那么可能会导致色谱柱柱温发生震荡，往往会导致正弦波状态的基线扰动，影响高灵敏度分析结果。[/font][font=宋体][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]的进样口和常见检测器如[/font][font=Times New Roman]FID[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]FPD[/font][font=宋体]对温度细微变化不慎敏感，铂电阻一般选用装配式，但对温度敏感的检测器，例如[/font][font=Times New Roman]TCD[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]ECD[/font][font=宋体]等，如果铂电阻不良或者导热不良，也会导致温控不良，也会导致正弦波状态的基线，如图[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]所示。[/font][/font][align=center][img=,444,96]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300840321564_7993_1604036_3.jpg!w690x148.jpg[/img][font=Calibri] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Calibri]3 [/font][font=宋体]温控不良导致正弦波状基线[/font][/font][/align][font=宋体]铂电阻长期工作于高温环境下，如果色谱实验室空气中存在较多腐蚀性气体杂质、或者湿度较大、或仪器实验台存在一定程度的振动，铂电阻或者其引线可能发生损坏，例如铂电阻阻值发生变化或者绝缘不良。可能会导致色谱柱部件温度不稳定，实际温度偏离设定值较大，或者色谱系统报警温度显示或控制错误。[/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]简单讲述热电阻基本原理。[/font]