热电偶测温原理

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

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。

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)。 /p p 　　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。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 电子天平 /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 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" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p 　　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： /p p style=" text-align: center " F=KBLI /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热电偶传感器 /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 位移传感器 /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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

p style=" text-align: center " strong 原创： 王昉【南师大】 江苏热分析 /strong /p p 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" / /p p style=" text-align: center " strong 简介差热分析基本原理 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong · 热分析 /strong /span /p p 　　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： /p p style=" text-align: center " ΔG=ΔH-TΔS /p p 　　其中： T绝对温度 ΔG吉布斯能变 ΔH焓变 ΔS熵变 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong · 差热分析 /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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 –Al sub 2 /sub O sub 3 /sub ，或者空坩埚。 /p p 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" / /p p 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 /p p 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" / /p p style=" text-align: center " strong 图2： 差热曲线 /strong /p p 　　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。 /p p & nbsp /p p a 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

常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等，这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术，广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比，红外热成像技术的特点有：1. 测量速度快，因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度，所以响应极快，能测得迅速变化的温度场；2. 非接触性，拍摄红外图片时，红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的，对被测温度场没有干扰，操作安全、方便；3. 测量结果直观形象，热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出，从图上可以方便地读取各点的温度值，并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息；4. 测温范围广，由于是采用辐射测温，与玻璃测温计和热电偶测温计相比，测温范围大大扩展，理论上可从绝对零度到无穷大；5. 测量精度高；6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波，为0.78~1000 μm，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种，如果把物体看成是黑体，吸收所有的入射能量，则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为：式中：为黑体的光谱辐射度；c1、c2为辐射常数，c1=3.7418×108 Wm-2μm4，c2=1.4388×104 μmK；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体，与黑体不同，灰体材料的发射率ε≠1，灰体表面能反射一部分入射的长波（λ＞3 μm）辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将Map称为表观辐射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度Tap，即：上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度，在无损检测中测量距离一般较近，可以忽略大气的影响，故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡，在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态，内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差，在物体与环境进行热交换时，通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源，一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比，红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值，且测温范围宽。因此，当需要准确测量较大范围的温度边界条件时，红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究，证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性，结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场，通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究，具有广泛的工程应用前景，近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时，采用红外热像技术测量研究对象的温度图，可以方便快捷地解决温度边界的测量问题，该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等，由于损伤部位的导热系数的变化，导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比，红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂，操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究，得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线，及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测，在国际上尚属首创，突破了传统的检测模式，为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中，尚有许多问题需要解决，如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响，以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点，该方法以超声脉冲作为激发源，当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时，缺陷引起超声附加衰减而局部升温，从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来，用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入，拍摄红外热图像，与计算机模拟计算结果进行比较，试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面，瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温，美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高，建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量，红外热像技术只作为辅助手段，通过检测围护结构的传热缺陷，综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段，还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价，由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性，编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等，由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样，造成在进行热传导的过程中二者温度有差异，因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像，与现场直接观察结果进行对比分析，可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛，相应的研究工作也取得了初步的研究成果，并逐步地从定性研究走向定量研究，但总体来说在目前尚属起步阶段，能应用于实际工程中的研究成果不多，且多属一些定性的结论，缺乏相应的操作规范。因此，应加强定量研究工作，提高对红外热像图的处理能力。

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

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

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 　　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。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p 　　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。 /p p strong 热天平 /strong /p p 　　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)。 /p p 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" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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)。 /p p 　　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。 /p p strong 加热炉 /strong /p p 　　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。 /p p 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" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p 　　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 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p 　　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。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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

GHK-5100多组分温室气体分析仪基于TDLAS可调式半导体激光器吸收光谱技术，内置激光控制模块、吸收池、泵吸处理控制模块、信号处理模块，可实现进样气的实时在线及现场便携测量，通过扩展激光器可实现多组分气体同步测量。下文简单地为您介绍一下关于“TDLAS检测温室气体原理”。 TDLAS检测温室气体原理为通过电流和温度调谐半导体激光器的输出波长，扫描被测物质的某一条吸收谱线，通过检测吸收光谱的吸收强度获得被测物质的浓度。 TDLAS检测的是激光穿过被测气体通道上的分子数，获得的气体浓度是整个通道的平均浓度。TDLAS的气体浓度定量计算是以Beer-Lambert定律为基础，Beer-Lambert定律指出了光吸收与光穿过被检测物质之间的关系，当一束频率为V的光束穿过吸收物质后，在光束穿过被测气体的光强变化为： I(v)=I0(v)exp[-σ(v)CL] I(v)：光束穿过被测气体的透射光强度 I0(v)：入射光强度 σ(v)：被测气体分子吸收截面 C：被测气体的浓度 L：光程 因此，可通过测量气体对激光的衰减来测量气体的浓度。值得注意的是σ(v)吸收截面是分子吸收线强S(V)和分子吸收线形φ（V）的乘积，吸收线强S(V)受到气体温度的影响，吸收线形φ（V）收到压力展宽的影响，因此在实际检测中，TDLAS分析仪需输入温度和压力值进行补偿，如果过程气体的温度和压力变化比较大，还需要通过接入温度和压力传感器实时进行温度压力补偿。 GHK-5100多组分温室气体分析仪采用模块化定制，体积小、重量轻，采用温度、压力补偿算法以及光源自动锁频技术，环境适应性强，满足用户高精度温室气体在线连续监测需求。

相信很多菲粉们都知道，使用热电偶或点温仪测得的热量并不能完全反映设备的热属性。传统的测量方法无法提供能全面描绘高速热应用的分辨率与速度。但是，红外热像仪能捕获数千个高速热测量值，精确显示热源与扩散趋势。选择合适的红外热像仪，您可以搜集到可靠的测量值、生成具有说服力的报告，为研究工作提供可靠的数据。01红外热像仪的类型目前，红外热像仪大体可分为两类：一类是高性能制冷型光子计数红外热像仪，另一类是经济实惠的非制冷型微测热辐射计红外热像仪。现今市面上的大多数制冷型热像仪采用锑化铟(InSb)探测器。制冷型红外热像仪通过对特定波段（通常为介于3-5μm的中波红外波段）内能量的光子计数进行工作。光子撞击像素，转化成电子并储存在积分电容器中。像素点以电子的方式，通过断开或短路积分电容器来控制快门。根据不同的热像仪型号，FLIR锑化铟热像仪扫描-20至350?C物体的积分时间为6ms-50μs。这些极短的积分时间为定格画面、精确测量每个快速变化的瞬间提供了可能性。与制冷型热像仪相比，非制冷型热像仪成本更低、质量更轻、功耗更小。非制冷热像仪像素点采用特定材料制成，其电阻可随温度的变化发生明显变化。常见材料为：氧化钒或非晶硅。当热能聚焦于像素点时，像素点会随之升温或冷却。因像素点的电阻随着温度的变化而变化，其大小可测量，能通过校准操作映射回目标温度。由于像素点有限定质量，因此它们有相应的热时间常数。现今基于微测辐射热计热像仪，其时间常数一般为8-12ms。但这并不意味着像素点能在8-12ms内立即响应，并提供精确结果！一般经验是：处理跃阶输入信号的一阶系统达到稳定状态的所需的时间是时间常数的5倍。02时间常数和思维实验为了探讨微测辐射热计探测器的响应时间，我们来打一个有趣的比方，假想有两桶水：一桶是装满已搅拌均匀的0℃冰水，另一桶是100?C快速沸腾的沸水。让微测辐射热计探测器先对准冰水，然后瞬间切换到沸水(100?C的跃阶输入)，记录这一过程的测温结果。如果我们将10ms的热时间常数转换成一半时间以便于计算，我们得到的值大约为7ms。我们来看微测辐射热计探测器红的报告结果，在7ms(即一个减半时间)时温度为50?C，2个减半时间时温度为75?C，3减个半时间时温度为87.5?C等。如果我们尝试以100帧/秒或在10ms时读出温度，结果会怎样？热像仪的读数为63?C，产生了37?C的误差。热像仪会精确报告像素点的温度，但是像素点尚未达到正检测的场景的温度。一般说来，如果将非制冷型微测热辐射计的帧频设置为30帧/秒以上时，结果毫无意义！03真实数据案例一：我们来讨论一下打印过程，此过程需要将打印纸加热至60?C。打印纸绕着显影辊输出的速率为127厘米/秒，且在横向、纵向温度必须均匀。使用制冷型光子计数热像仪与非制冷型微测热辐射计热像仪捕捉每边的数据。上图表明，两类热像仪所获得的数据明显不同。微测热辐射计热像仪获得的数据沿着长度方向表现出大而相对稳定的突起。而光子计数热像仪的数据随着时间的推移，温度明显有所不同。制冷型热像仪表明，经过加热的显影辊组件在转动的一周时，由于与纸张接触，温度会有所降低。继电器式控制器感应到降温后，会全幅开启加热控制器。当显影辊加热至预设温度后，控制器会关闭加热过程，由此反复进行。一幅图像足以帮助研发工程师确认两项事宜：检测产品需要一台光子计数热像仪；如需获得理想的设计目标，需要在加热的显影辊上加装PID系统，而不是简单的继电器式控制器。案例二：现在来看第2个例子，我们观察快速旋转风扇的叶片，为了精确测量叶片的温度，我们尝试获得叶片的定格画面。如你所料，如果没有足够快的曝光时间，拍摄的图像将会很模糊。实际上，为了获得真实的温度读数，我们又不能让叶片停止转动。为了精确测量叶片表面与加热线圈的温度，注意制冷型热像仪的快速积分时间如何获得叶片的定格画面。与之相反的是，因叶片转速过快，非制冷型红外热像仪无法记录叶片表面与加热线圈的温度。而且线圈被旋转叶片所遮挡，所测的温度将会偏低。案例三：为了进一步说明问题，来看一例：测量直升机螺旋桨的热效应。螺旋桨与空气之间产生的摩擦会沿着螺旋桨形成一定的热梯度，越靠近叶片尖，温度越高。使用非制冷微测热辐射计热像仪，无法有效的定格目标，不能准确地描述和测量真实的温度。04选择最适合的工具如你所见，在工作中选择正确的热像仪十分重要。如果选择的热像仪响应时间较慢，然后又使用高帧频来获取读数，那么得到的数据可能是无效的。一般而言，非制冷红外热像仪的帧频可达50帧/秒。当对快速热瞬变事件检测或对帧频有一定要求时，选择通常是性能较高的制冷型光子计数热像仪。然而，当不需要高帧频时，非制冷型红外探测器热像仪自然是实惠之选。为满足客户的热成像需求，FLIR提供各种制冷型锑化铟和碲镉汞热像仪，如：A6700sc，A6750sc，X6520/30/70sc，X6900sc，X8500sc，以及系列广泛的非制冷型微测辐射热计热像仪，如：T650sc。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 体温是人体一项基本生理指标，是临床疾病诊断的重要依据之一。而体温测量仪（测温仪）种类繁多，主要可以分为接触式测温仪和非接触式测温仪：接触式测温计主要有水银/液体体温计和医用电子体温计；而非接触式测温计包括红外耳温计、 红外额温计及红外热成像式体温筛检仪等。2月份以来，伴随新型冠状病毒疫情全球范围内迅猛蔓延，红外测温仪在国内需求不减的基础上，海外需求也呈现暴涨。 strong 测温仪市场环境如何？市场现状怎样？未来前景如何？以下将一一分析。 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 分类及产业链：上游种类复杂，下游场景广泛 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据中商产业研究院发布的《2020年中国测温仪行业市场前景及投资机会研究报告》分析，测温仪的上游为原材料。由于测温仪种类多样，使用的原材料也不同。如玻璃温度计主要的材料为汞、玻璃；电子温度计为热电偶、测量电路；红外测温仪为红外温度传感器。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 测温仪的中游为生产制造。目前，国内主要的温度计制造企业包括鱼跃医疗、倍尔康、九安医疗等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 测温仪的终端应用包括家庭、医院、小区、超市、学校、火车站等。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0e9758ff-fcbe-499c-954b-f447b118c8f1.jpg" title=" ca9f6af1-e796-43b4-8b4e-c04c2cca8eaa.png" alt=" ca9f6af1-e796-43b4-8b4e-c04c2cca8eaa.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 来源：中商产业研究院，《2020年中国测温仪行业市场前景及投资机会研究报告》 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 市场环境：多维度扶持，利好测温仪发展 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 根据宏观环境分析我国测温仪市场发展环境，从政策、经济、社会以及技术四个维度分析测温仪发展的利好因素。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/ed63e2ca-31b8-4f1d-87d6-ca611f8e2681.jpg" title=" dac65bf2-8613-45bb-a43f-7f1f67ce4367.png" alt=" dac65bf2-8613-45bb-a43f-7f1f67ce4367.png" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 行业发展现状：市场规模逐年递增，疫情带来发展机遇 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近年来，水银温度计已逐步被电子温度计、红外测温仪替代。2020年，受新冠肺炎疫情影响，电子温度计、红外测温仪迎来发展机遇。2019年，电子温度计市场规模突破20亿元，预计2020年市场规模将超26亿元。红外测温仪产量明显提升，2020年预计可达到65万台，是2019年的1.17倍。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/6c493397-d4ac-4afc-a165-3f20e82fea38.jpg" title=" 70b20192-fd3a-424e-87bc-15b1b7c662f6.png" alt=" 70b20192-fd3a-424e-87bc-15b1b7c662f6.png" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据仪器信息网对2月份国内已公开中标信息中红外测温仪中标项目的不完全统计， strong 2月份因疫情防控产生的红外测温仪中标项目约225项，总计采购红外测温仪近7000套， /strong 采购标的类型包含红外热成像体温快速筛检仪和红外体温计（红外耳温计和红外额温计等）两类。采购方式方面，红外热成像体温快速筛检仪相对价格更贵，主要采取正规招标采购，而红外体温计等单价较低产品则多采用了网上询价、网上直接采购项目、电子商城、徽采商城、电子卖场等比较便捷灵活的形式。 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200313/533858.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(84, 141, 212) " strong （相关资讯：红外测温仪2月中标盘点：7000套中标 特殊时期下的多种采购形态） /strong /span /a /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 591px height: 359px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/1f82a21f-468c-41f9-bce3-c77329fedfb0.jpg" title=" 290ca051-eed2-4a7d-8d6c-679a869ceadb.jpg" alt=" 290ca051-eed2-4a7d-8d6c-679a869ceadb.jpg" width=" 591" height=" 359" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 不同单位性质采购红外测温仪分布饼图 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在4月5日的举办的国务院联防联控机制新闻发布会上，海关总署综合业务司司长金海介绍： strong 3月1日至4月4日，全国共验放出口主要疫情防控物资价值102亿，主要包括红外测温仪241万件(3.31亿元) /strong 、口罩38.6亿只(77.2亿元)、防护服3752万件(9.1亿元)、呼吸机1.6万台(3.1亿元)等，红外测温仪占出口物资价值的3.24%。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " strong 发展趋势：产品智能化 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 未来，测温仪市场将保持稳定增长的趋势，市场规模持续扩大，产品加强细分化、国产化、智能化。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2572bc7e-ff07-47e4-846a-065b906abe0c.jpg" title=" 30178b2a-a2ec-4d7c-b379-f5cfe4a43107.png" alt=" 30178b2a-a2ec-4d7c-b379-f5cfe4a43107.png" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/hwcx/" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4704545a-741c-4724-b0e9-fa1ffefff5f7.jpg" title=" fd56ff15-9342-47eb-bf60-4440a3de1355.jpg!w1920x420.jpg" alt=" fd56ff15-9342-47eb-bf60-4440a3de1355.jpg!w1920x420.jpg" / /a /p

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。” /p p 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。 /p p 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”。 /p p 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。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 0em " 水银温度计替代方案有哪些？ /h3 p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 其他 /span span style=" text-indent: 2em " 类型的测温手段还有哪些？ /span /h3 p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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。 /p p 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

综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器，能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法，即通过加热和冷却待测物质，并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中，将待测物质放置在加热炉中，加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却，并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件，可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域，可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质，以确定其加工和制备工艺；在化学领域，可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数，为新材料的开发和优化提供依据；在物理领域，可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能，为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质，且测量精度高、重复性好。此外，综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而，综合热分析仪也存在一些缺点，如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之，综合热分析仪是一种重要的仪器，具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中，应根据具体需求选择合适的综合热分析仪，以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展，相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用，并推动材料研究和开发的进步。

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。

热分析（thermal analysis，TA）是在程序控温和一定气氛下，测量试样的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。常用的热分析术语1）热重thermogravimetry, TG；热重分析 thermogravimetric analysis, TGA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。2）差热分析differential thermal analysis，DTA在程序控温和一定气氛下，测量试样和参比物温度差与温度（扫描型）或时间（恒温型）关系的技术。3）差示扫描量热法differential scanning calorimetry，DSC在程序控温和一定气氛下，测量输给试样和参比物能量（差）[热流量（差）、热流速率（差）或功率（差）] 与温度或时间关系的技术。a. 热流型（heat-flux） DSC按程序控温改变试样和参比物温度时，测量与试样和参比物温差相关的热流量与温度或时间的关系。热流量与试样和参比物的温差成比例。b. 功率补偿型（power-compensation） DSC在程序控温并保持试样和参比物温度相等时，测量输给试样和参比物热流速率差与温度或时间的关系。4）温度调制式差示扫描量热法modulated temperature differential scanningcalorimetry, MTDSC 或 MDSCMDSC 是由 DSC 演变的一种方法,该法是对温度程序施加正弦扰动,形成热流量和温度信号的非线性调制,从而可将总热流信号分解成可逆和不可逆热流成分。即在传统线性变温基础上叠加一个正弦振荡温度程序，最后效果是可随热容变化同时测量热流量。利用傅立叶变换可将热流量即时分解成可逆的热容成分（如玻璃化转变、熔化）和不可逆的动力学成分（如固化、挥发、分解）。5）联用技术multiple techniques在程序控温和一定气氛下，对一个试样采用两种或多种分析技术。6）热重曲线thermogravimetric curve, TG curve由热重法测得的数据以质量（或质量分数）随温度或时间变化的形式表示的曲线。曲线的纵坐标为质量 m （或质量百分数），向上表示质量增加，向下表示质量减小；横坐标为温度 T 或时间 t ，自左向右表示温度升高或时间增长。7）微商热重曲线derivative thermogravimetric curve, DTG curve以质量变化速率与温度（扫描型）或时间（恒温型）的关系图示由热天平测得的数据。当试样质量增加时，DTG 曲线峰朝上；质量减小时，峰应朝下。8）差热分析曲线differential thermal analysis curve, DTA curve由差热分析测得的记录是差热分析曲线（DTA 曲线）。曲线的纵坐标是试样和参比物的温度差（Δ T ），按以往已确定的习惯，向上表示放热效应（exothermic effect），向下表示吸热效应（exothermic effect）。9）差示扫描量热曲线differential scanning calorimetry curve, DSC curve图示由差示扫描量热仪测得的输给试样和参比物的能量（差）与温度（扫描型）或时间（恒温型）的关系曲线。曲线的纵坐标为热流量（heat flow）或热流速率（heat flow rate），单位为 mW（mJ/s）；横坐标为温度或时间。按热力学惯例，曲线向上为正，表示吸热效应；向下为负，表示放热效应。热重分析、差热分析和差示扫描量热分析是在催化研究领域应用较多的热分析技术。热分析技术1、 热重法原理：热重法（TG）是测量试样的质量随温度或时间变化的一种技术。如分解、升华、氧化还原、吸附、解吸附、蒸发等伴有质量改变的热变化可用 TG 来测量。TG 测量使用的气体有：Ar、Cl2 、CO2 、H2 、N2 、O2 、空气等气体。热重曲线：热重分析得到的是程序控制温度下物质质量与温度关系的曲线，即热重曲线（TG 曲线）。图1：TG与DTG曲线2、 差热分析原理：差热分析仪一般由加热炉、试样容器、热电偶、温度控制系统及放大、记录系统等部份组成，其基本原理见图 2。将样品和参比放在相同的加热或冷却条件下，同时测温热电偶的一个端插在被测试样中，另一个热端插在待测温度区间内不发生热效应的参比物中，因此试样和参比物在同时升温或降温时，测温热电偶可测定升温或降温过程中二者随温度变化所产生的温差（ΔT），并将温差信号输出，就构成了差热分析的基本原理。由于记录的是温差随温度的变化，故称差热分析。按以往已确定的习惯，向上表示放热效应（exothermic effect），向下表示吸热效应（endothermic effect）。图2：热电偶和温差热电偶差热曲线DTA 曲线的记录曲线如图 3。图3：典型DTA曲线3、差示扫描量热法原理：差示扫描量热法（DSC）就是为克服差热分析在定量测定上存在的这些不足而发展起来的一种新的热分析技术。它测量与试样热容成比例的单位时间功率输出与程序温度或时间的关系，通过对试样因发生热效应而发生的能量变化进行及时的应有的补偿，保持试样与参比物之间温度始终保持相同，无温差、无热传递，使热损失小，检测信号大。图4：功率补偿DSC示意图差示扫描量热曲线差示扫描量热曲线（DSC 曲线）与 DTA 曲线十分相似，这里不再重复。固体催化剂表面酸碱性表征对于许多化学反应，催化剂的选择和它的转化率与其固体表面酸性活性中心的数量、强度密切相关。因此，对催化剂酸/碱性的评价是非常重要的。固体催化剂表面酸碱性的测量目前主要是利用碱性气体吸附-色谱程序升温热脱附技术，但是在吸附质有分解的情况下，此法准确性差。然而，若利用碱性气体吸附-热重程序升温热脱附技术则可以弥补这一缺陷。同样，采用酸性气体吸附-热重或差热程序升温热脱附技术可以实现对固体催化剂表面碱性的表征。热分析实验技巧1 、升温速率的影响快速升温易产生反应滞后，样品内温度梯度增大，峰（平台）分离能力下降；DSC 基线漂移较大，但能提高灵敏度、峰形较大；而慢速升温有利于DTA、DSC、DTG相邻峰的分离；TG相邻失重平台的分离；DSC 基线漂移较小，但峰形也较小。对于 TG 测试，过快的升温速率有时会导致丢失某些中间产物的信息。一般以较慢的升温速率为宜。对于 DSC 测试，在传感器灵敏度足够、且不影响测样效率的情况下，一般也以较慢的升温速率为佳。2 、样品用量的控制样品量小可减小样品内的温度梯度，测得特征温度较低些也更“真实”一些；有利于气体产物扩散，使得化学平衡向正向发展；相邻峰（平台）分离能力增强，但 DSC 峰形也较小。而样品量大能提高 DSC 灵敏度，有利于检测微小的热量变化，但峰形加宽，峰值温度向高温漂移，相邻峰（平台）趋向于合并在一起，峰分离能力下降；且样品内温度梯度较大，气体产物扩散亦稍差。一般在 DSC与热天平的灵敏度足够的情况下，亦以较小的样品量为宜。3、 气氛的选择3.1 动态气氛、静态气氛与真空根据实际的反应模拟需要，结合考虑动力学因素，选择动态气氛、静态气氛或真空气氛。静态、动态与真空气氛的比较：静态下气体产物扩散不易，分压升高，反应移向高温；且易污染传感器。真空下加热源（炉体）与样品之间只通过辐射进行传热，温度差较大。且在两者情况下天平室都缺乏干燥而持续的惰性气氛的保护。一般非特殊需要，推荐使用动态吹扫气氛。若需使用真空或静态气氛，须保证反应过程中释出的气体无危害性。3.2 气氛的类别对于动态气氛，根据实际反应需要选择惰性（N2 、Ar、He）、氧化性（O2 、air）、还原性与其他特殊气氛等，并作好气体之间的混合与切换。为防止不期望的氧化反应，对某些测试必须使用惰性的动态吹扫气氛，且在通入惰性气氛前往往须作抽真空-惰性气氛置换操作，以确保气氛的纯净性。常用惰性气氛如N 2 ，在高温下亦可能与某些样品（特别是一些金属材料）发生反应，此时应考虑使用“纯惰性”气氛（Ar、He）气体密度的不同影响到热重测试的基线漂移程度（浮力效应大小）。为确保基线扣除效果，使用不同的气氛须单独作热重基线测试。3.3 气体的导热性常用气氛的导热性顺序为：He N2 ≈ air O2 Ar选择导热性较好的气氛，有利于向反应体系提供更充分的热量，降低样品内部的温度梯度，降低反应温度，提高反应速率；能使峰形变尖变窄，提高峰分离能力，使峰温向低温方向漂移；在相同的冷却介质流量下能加快冷却速率；缺点是会降低DSC灵敏度。若采用不同导热性能的气氛，需要作单独的温度与灵敏度标定。3.4 气体的流量提高惰性吹扫气体的流量，有利于气体产物的扩散，有利化学反应向正反应方向发展，减少逆反应；但带走较多的热量，降低灵敏度。对于需要气体切换的反应（如反应中从惰性气氛切换为氧化性气氛），提高气体流量能缩短炉体内气体置换的过程。不同的气体流量，影响到热重测试的基线漂移程度（浮力效应）。因此对TG测试必须确保气体流量的稳定性，不同的气体流量须作单独的基线测试（浮力效应修正）。4 、坩埚加盖与否的选择坩埚加盖的优点：a. 改善坩埚内的温度分布，有利于反应体系内部温度均匀。b. 有效减少辐射效应与样品颜色的影响。c. 防止极轻的微细样品粉末的飞扬，避免其随动态气氛飘散，或在抽取真空过程中被带走。d. 在反应过程中有效防止传感器受到污染（如样品的喷溅或泡沫的溢出）。坩埚盖扎孔的目的：a. 使样品与气氛保持一定接触，允许一定程度的气固反应，允许气体产物随动态气氛带走。b. 使坩埚内外保持压力平衡。坩埚加盖的缺点：a. 减少了反应气氛与样品的接触，对气固反应（氧化、还原、吸附）有较大碍。b. 对于有气相产物生成的化学反应，由于产物气体带走较慢，导致其在反应物周围分压较高，可能影响反应速率与化学平衡（DTG峰向高温漂移），或对于某些竞争反应机理可能影响产物的组成（改变TG失重台阶的失重率）。了解了加盖的目的、优缺点，那么具体做实验时，应如何决定呢？下面简单介绍几种情况：1. 对于物理效应（熔融、结晶、相变等）的测试或偏重于DSC的测试，通常选择加盖。2. 对于未知样品，出于安全性考虑，通常选择加盖。3. 对于气固反应（如氧化诱导期测试或吸附反应），使用敞口坩埚（不加盖）。4. 对于有气体产物生成的反应（包括多数分解反应 ）或偏重于TG的测试，在不污染损害样品支架的前提下，根据反应情况与实际的反应器模拟，进行加盖与否的选择。5. 对于液相反应或在挥发性溶剂中进行的反应，若反应物或溶剂在反应温度下易于挥发，则应使用压制的Al坩埚（温度与压力较低）或中压、高压坩埚（温度与压力较高）。对于需要维持产物气体分压的封闭反应系统中的反应同样如此。5 、DSC 基线DSC基线漂移程度的主要影响因素是参比端与样品端的热容差异（坩埚质量差、样品量大小）、升温速率、样品颜色及热辐射因素（使用Al 2 O 3 坩埚时）等。在实验中，参比坩埚一般为空坩埚。若样品量较大，也可考虑在参比坩埚中加适量的惰性参比物质（如蓝宝石比热标样）以进行热容补偿。在比热测试时，对基线重复性的要求非常严格。一般使用Pt/Rh坩埚，参比坩埚与样品坩埚质量要求相近，基线测试、标样测试与样品测试尽量使用同一坩埚，坩埚的位置尽量保持前后一致。TG 热重法TG/FTIR热重法/傅立叶变换红外光谱法TG/GC热重法/气相色谱法TG/MS热重法/质谱分析TG-DSC热重法-差示扫描量热法TG-DTA热重法-差热分析参考文献[1] 刘振海，白山 立子，分析化学手册（第二版），第八分册，化学工业出版社，北京，2000.[2] 辛勤，固体催化剂研究方法，科学出版社，北京，2004.[3] 辛勤，罗孟飞，现代催化研究方法，科学出版社，北京，2009.

日本新型SPS-625烧结炉中科院重庆绿色研究院贸易合同签定完毕 滨州创元设备机械制造有限公司全权代理的日本著名材料高端研究设备生厂 家富士电波公司的新型SPS-625烧结炉近期经过艰苦谈判终于顺利签定正式外贸合同.预计4个月后该装置将落户中科院重庆绿色研究院.相信配合该院3D打印技术研究一定会取得丰硕高科技成果.参见附属SPS-625等离子体烧结炉详细技术规格. SPS-625等离子体烧结设备技术参数 1.工作条件： 工作环境温度: 7° ~ 35° C。 工作环境湿度：20~80%,无结露 工作电源：三相电 380V 海拔：低于1000m 避免处于易燃和易腐蚀环境. 要求放置环境应防电干扰,防尘防污.远离SEM系统以防电磁波干扰SPS系统的CRT. 2. 设备用途,生产厂家及型号： 设备用途： 本设备主要用于原料粉末在脉冲放电作用下的低温快速烧结。广泛应用于金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、功能/成分梯度材料的快速、高品位烧结。 设备生产厂家：富士電波工機株式会社 设备型号：SPS-625 3. 技术规格： 3.1 液压系统 3.1.1 压力：100 kN； 3.1.2 压头行程：&ge 150mm，可自动控制实现连续位移； 3.1.3 压头行程分辨率：&le 0.01mm； 3.1.4 压力控制系统：带反馈控制； 3.2 炉体 3.2.1 炉体大小：可放入外径150mm的模具 3.2.2 炉体：双层炉体，带水冷； 3.2.3 炉内可通保护气； 3.3 脉冲电源系统 3.3.1 脉冲电流输出上限：5000A 3.3.2 输出电压上限：10V 3.3.3 脉冲电源开/关时间可调，可编程； 3.3.3 最小时间分辨率优于3.3毫秒； 3.4 温控 3.4.1 两套测温系统：低温用热电偶，型号为K, 产地为日本 高温用红外测温仪,型号为IR-AHU2产地为日本 3.4.2 最高工作温度：&ge 2500摄氏度 3.4.3 最大升温速率：&ge 800oC/分钟 3.5 抽真空系统 3.5.1 冷态真空：&le 6Pa 3.5.2 配备真空计；Pirani和Bourdon管式压力计 3.5.3 抽速：室温下从1个大气压抽到6Pa，用时&le 10分钟 机械泵由日本Ulvac公司生产, 型号为VD301 3.6 冷却水装置 3.6.1冷却水装置功率及流量需与仪器本身所需冷却水相匹配。冷却水装置为日本产（Orion机械社製 RKE3750A-V）. 3.7 控制系统 3.7.1 电源、压力及温度的监控有自动记录功能，且实验参数可简单导出； 3.7.2 装载有紧急停机系统，过载保护系统以及报警系统。 3.8 变压器 SPS装置所需变压器均为日本東洋技研社製/TP17K-4C109。 4. 备件及消耗品： 4.1. 高密度高纯石墨模具：内径：&Phi 10 5个，&Phi 20 5个, &Phi 30 5个, &Phi 40 1个, &Phi 50 1个 (富士电波产) 4.2 高纯石墨纸：10张(富士电波产) 4.3 炉体密封圈：一套 4.4 石墨隔热垫：一套 4.5 氮化硼喷剂：4瓶 4.6 备用保险丝一套 4.7 备用K型热电偶：3支 4.8 气路备用卡箍一套 日本新型SPS-625烧结炉中科院重庆绿色研究院贸易合同签定完毕 滨州创元设备机械制造有限公司全权代理的日本著名材料高端研究设备生厂 家富士电波公司的新型SPS-625烧结炉近期经过艰苦谈判终于顺利签定正式外贸合同.预计4个月后该装置将落户中科院重庆绿色研究院.相信配合该院3D打印技术研究一定会取得丰硕高科技成果.参见附属SPS-625等离子体烧结炉详细技术规格. SPS-625等离子体烧结设备技术参数 1.工作条件： 工作环境温度: 7° ~ 35° C。 工作环境湿度：20~80%,无结露 工作电源：三相电 380V 海拔：低于1000m 避免处于易燃和易腐蚀环境. 要求放置环境应防电干扰,防尘防污.远离SEM系统以防电磁波干扰SPS系统的CRT. 2. 设备用途,生产厂家及型号： 设备用途： 本设备主要用于原料粉末在脉冲放电作用下的低温快速烧结。广泛应用于金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、功能/成分梯度材料的快速、高品位烧结。 设备生产厂家：富士電波工機株式会社 设备型号：SPS-625 3. 技术规格： 3.1 液压系统 3.1.1 压力：100 kN； 3.1.2 压头行程：&ge 150mm，可自动控制实现连续位移； 3.1.3 压头行程分辨率：&le 0.01mm； 3.1.4 压力控制系统：带反馈控制； 3.2 炉体 3.2.1 炉体大小：可放入外径150mm的模具 3.2.2 炉体：双层炉体，带水冷； 3.2.3 炉内可通保护气； 3.3 脉冲电源系统 3.3.1 脉冲电流输出上限：5000A 3.3.2 输出电压上限：10V 3.3.3 脉冲电源开/关时间可调，可编程； 3.3.3 最小时间分辨率优于3.3毫秒； 3.4 温控 3.4.1 两套测温系统：低温用热电偶，型号为K, 产地为日本 高温用红外测温仪,型号为IR-AHU2产地为日本 3.4.2 最高工作温度：&ge 2500摄氏度 3.4.3 最大升温速率：&ge 800oC/分钟 3.5 抽真空系统 3.5.1 冷态真空：&le 6Pa 3.5.2 配备真空计；Pirani和Bourdon管式压力计 3.5.3 抽速：室温下从1个大气压抽到6Pa，用时&le 10分钟 机械泵由日本Ulvac公司生产, 型号为VD301 3.6 冷却水装置 3.6.1冷却水装置功率及流量需与仪器本身所需冷却水相匹配。冷却水装置为日本产（Orion机械社製 RKE3750A-V）. 3.7 控制系统 3.7.1 电源、压力及温度的监控有自动记录功能，且实验参数可简单导出； 3.7.2 装载有紧急停机系统，过载保护系统以及报警系统。 3.8 变压器 SPS装置所需变压器均为日本東洋技研社製/TP17K-4C109。 4. 备件及消耗品： 4.1. 高密度高纯石墨模具：内径：&Phi 10 5个，&Phi 20 5个, &Phi 30 5个, &Phi 40 1个, &Phi 50 1个 (富士电波产) 4.2 高纯石墨纸：10张(富士电波产) 4.3 炉体密封圈：一套 4.4 石墨隔热垫：一套 4.5 氮化硼喷剂：4瓶 4.6 备用保险丝一套 4.7 备用K型热电偶：3支 4.8 气路备用卡箍一套

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。

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)。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　DSC主要有两类：热通量式DSC和功率补偿式DSC。 /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热通量式DSC /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 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 " / /p p 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 /p p 　　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。 /p p 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 " / /p p style=" text-align: center " strong 康铜传感器热通量式DSC测试单元示意图 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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)。 /p p 　　热通量式DSC热流的测量 /p p 　　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 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13d50f86-2166-44cc-93f7-4a0dfc48a0e2.jpg" title=" DSC-1.jpg" / /p p 式中，T sub s /sub 和T sub c /sub 分别为试样温度和炉体温度 R sub th /sub 为热阻。 /p p 　　同样可得到参比面的热流Φr(流到参比空坩埚的热流)为 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/66a68742-b966-4f01-80ea-6940d21e12f9.jpg" title=" DSC-2.jpg" / /p p 式中，T sub r /sub 为参比温度。 /p p 　　DSC信号Φ即样品热流等于两个热流之差： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8b903427-9007-493f-8229-23065fe62ac7.jpg" title=" DSC-3.jpg" / /p p 　　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 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/54c0c2b1-c913-449b-84db-541255ac821e.jpg" title=" DSC-4.jpg" / /p p 式中，热电压V为传感器信号 R sub th /sub S的乘积称为传感器的量热灵敏度 R sub th /sub 和S与温度有关 令R sub th /sub S为E，E与温度的关系可用数学模型描述。 /p p 　　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)。 /p p 　　热通量式DSC试样温度的测量 /p p 　　炉体温度T sub c /sub 用Pt100传感器测量。Pt100基本上是由铂金丝制作的电阻。 /p p 　　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。 /p p 　　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T sub c /sub 与参比温度T sub r /sub 的时间差等于时间常数τ sub lag /sub ，与升温速率无关。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 功率补偿式DSC /strong /span /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 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 " / /p p style=" text-align: center " strong 功率补偿式DSC测量单元示意图 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　功率补偿式DSC热流的测量 /p p 　　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。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/4b2384fe-4770-4f1b-af33-e5d731956a4c.jpg" title=" DSC-5.jpg" / /p p 式中，Q sub S /sub 为输给试样的热量 Q sub R /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。 /p p 　　由于试样加热器的电阻RS与参比物加热器的电阻R sub R /sub 相等，即R sub S /sub =R sub R /sub ，因此当试样不发生热效应时， /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13c863c9-be1e-4808-942f-e0765844b444.jpg" title=" DSC-6.jpg" / /p p 式中，I sub S /sub 和I sub R /sub 分别为试样加热器和参比加热器的电流。 /p p 　　如果试样发生热效应，则输给试样的补偿功率为 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1fa7ba2d-3a0b-4911-a86b-801d2336f395.jpg" title=" DSC-7.jpg" / /p p 设R sub S /sub =R sub R /sub =R，得到 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/83f06029-71c9-4e13-bf3e-d2c6b64eed1a.jpg" title=" DSC-8.jpg" / /p p 因总电流I sub T /sub =I sub S /sub +I sub R /sub ，所以 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/35825b17-b30d-4aa7-9bc8-a8a1ae877397.jpg" title=" DSC-9.jpg" / /p p 式中，ΔV为两个炉体加热器的电压差。 /p p 　　如果总电流I sub T /sub 不变，则补偿功率即热流ΔW与ΔV成正比。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong DSC仪器性能评价的重要参数 /strong /span /p p strong DSC仪器的灵敏度和噪声 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8355adf9-cd1e-46b0-9538-67ac7bd524e4.jpg" title=" DSC-10.jpg" / /p p 式中，n为信号值个数 x sub i /sub 为单个信号值 x为平均信号值。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p strong DSC仪器的分辨率与时间常数 /strong /p p 　　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。 /p p 　　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。 /p p 　　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R sub th /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=R sub th /sub C。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

热烈庆祝天津市拓普仪器有限公司国内首台小型自动纤维拉制机研制成功。 小型自动纤维拉制机简介： 小型自动纤维拉制机系统是一个由光学、机械、电子与软件结合的系统，用来拉制光纤（常规光纤及锥形光纤）、玻璃丝以及熔点低（低于1000摄氏度）的其他材料纤维。整套系统功能完善，可扩展性能强，并且实用性强，拥有很高的研究和实用价值。小型纤维拉丝机可拉制出直径稳定、光学与机械性能良好的纤维。采用了光的衍射原理，对纤维直径进行无接触式测量，并将测量结果实时反馈给计算机，计算机通过驱动电路控制步进电机的转速，进而带动机械传动装置自动调整拉丝速度，控制纤维直径。 技术原理： 自动光纤拉制设备包括：预制棒喂料系统，加热系统，光纤直径测量系统，光纤涂敷系统和光纤收集系统等五部分。 其中，预制棒喂料系统采用了步进电机驱动的丝杠滑台，根据纤径、预制棒直径、拉丝速度等参数将预制棒以一定速度送入加热系统中。 加热炉由镍铬电热丝制作而成，炉温最高可达到1000度，完全可以满足对磷酸盐玻璃（软化点小于600度）预制棒拉制的要求。为了实现温度的精确测温及自动控温，电炉中安装了K型热电偶，利用带有冷端补偿的运算放大器芯片AD595将热电偶产生的电压放大，并由MX7705转换为16位精度的数字信号并传输给单片机。单片机利用PID控制算法，输出可变占空比方波驱动可控硅加热电炉，使整个加热系统稳定于± 4℃之内。 施棒的系统，构如下就要从炉中拉成丝后，光纤冷却定型，通过两个针孔式的限位器垂直通过氦氖激光束，采用激光衍射的经典方法对光纤进行无接触式测量。当激光束照射光纤时产生衍射，衍射条纹由摄像头采集，并送入PC机中计算拉制光纤的直径。 当光纤经过直径测量系统后，我们采用了当今流行的紫外线固化技术进行对光纤进行涂敷保护。根据实验室的特点设计了一套涂敷系统，主要由涂敷模具，储液瓶，固化盒，高压汞灯及电源构成。设备简单紧凑，造价低，并且涂敷层与光纤的同心度和均匀性都比较理想。 最后，经过若干次涂敷固化的光纤进入光纤收集系统，光纤收集系统通过调整绞盘收集速度控制光纤直径，进而收集到成品标准光纤。 自动光纤拉制设备采用PC机与单片机结合的控制方式，PC机利用串口转换卡将RS232串口总线转换为RS485总线，并挂接五个AT89S52单片机作为下位机，实现自动控制与参数显示。喂料与拉丝绞盘所使用的步进电机由四枚LMD18245芯片驱动，实现了电机的单步八细分，提高了系统运行的稳定性，减少了抖动。PC机的控制软件由Visual C++编写，负责图像采集处理、数据采集显示与下位机任务分配，协调整套设备的运转。 整个拉丝塔运转起来后，可以做到自动控制，无需人为操作，提高了光纤的生产效率，并且可以针对不同材料的特性，调整拉丝塔及控制台的参数，做到不同类型特种玻璃光纤的拉制生产。 工艺流程： 1， 制作直径符合要求的预制棒，装卡在滑台上； 2， 打开控制电源，预设参数； 3， 加热炉温，达到软化温度； 4， 拉丝； 5， 测量直径，将数据传输给计算机，经分析处理后控制拉丝速度； 6， 涂敷固化； 7， 绕盘。 与进口纤维拉制设备相比我公司自行研发的光纤拉制机具有以下优点： 一、价格低廉：一套由外国研制的拉丝设备的价格一般在百万元以上，而我们所应用的材料及设备均是市场常见的，因此总体造价非常低廉； 第二、可扩展性强：可以方便地进行硬件和软件上升级和改造； 第三、实用性强：可以针对实际需求将特殊材料玻璃棒拉制成各类规格的导光原件。 第四,可操作性强，操作简单方便。 技术指标： 1 喂料速度：0.37-10毫米/分钟（可以通过更改程序调整）； 2 预制棒最大行程：11厘米； 3 可安装的预制棒直径范围：12~17毫米； 4 电炉尺寸及最高温度：电炉内腔圆柱形，直径35毫米，高65毫米，最高温度900摄氏度； 5 温度稳定性：当温度大于400摄氏度以后，温度波动变化不大于2%； 6 可测量直径：80 ~ 250微米； 7 光纤拉制速度：0.1-1米/秒； 8 绞盘直径：30厘米； 9 拉丝柜高度为2.5~3m: 拉丝机外观 人机界面 拉丝机控制台 拉丝机控制软件界面 拉丝机内部结构 成品光纤 锥形光纤

本文主要介绍了红外热像检测技术的原理、分类、优点，以及红外热像检测技术在建筑结构检测、航天航空检测、电力检修、医疗卫生等领域的应用。一、检测技术原理红外线是波长范围介于0.75μm~1000 μm之间的电磁波。自然界中，任何高于绝对零度(-273.15 °C)的物体都会不停地向外界辐射出红外能量，这是红外测温技术的理论依据和检测技术的重要物理基础。红外热像技术实现测温是基于热传导方程与辐射定律发展而来的。辐射定律和物体的红外辐射能计算式如下： 式中：P——辐射能，W/cm2 δ——玻尔兹曼常数，5.673×10-12 W/(cm2K4) ζ——普通物体的辐射率 T— —物体表面的热力学温度，K表明物体向外发射红外线的总功率与其温度的4次方成正比，因此较小的温差也会导致辐射量有很大的不同。对于不同材质的材料可根据上式进行区分，热传导微分方程如下： 式中：t——时间，min α——导温系数，m2/s λ——导热系数，W/(cmK) ρ——密度，kg/m2 c——比热容，J/(kgK)即使接受外部相同热源的照射后，每种材料因为热参数不同将会产生不同的红外辐射。二、红外热像检测技术分类按照有无激励可分为被动式红外热像检测技术和主动式红外热像检测技术。前者是利用检测对象本身的红外辐射得到其表面热像图（简称热图），通过热图分析所需信息。目前在工业设备状态监测、医学诊断、地质勘探和军事侦察领域应用广泛。当检测对象的热辐射水平和周围环境相当，无法被热像仪分辨时，可通过增加主动激励源的方式来增强被检测对象表面的热辐射，以使其和周围环境的辐射差异足以被红外热像仪分辨。增加外部热激励源的目的是得到温度差异更明显的热图，以提高检测精度。主动激励手段包括热灯激励、超声波激励、电磁激励、微波激励、激光激励等。三、红外热像检测的优点1. 测量速度快，因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度，所以响应极快，能测得迅速变化的温度场。2. 非接触性，拍摄红外图片时，红外摄像仪与被测物体是保持一定的距离的，对被测温度场没有干扰，操作安全、方便。3. 测量结果直观形象，热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出，从图上可以方便地读取各点的温度值，并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息。4. 测温范围广，由于是采用辐射测温，与玻璃测温计和热电偶测温计相比，测温范围大大扩展，理论上可从绝对零度到无穷大。5. 测量精度高。6. 易于实现自动化和实时观测。四、红外热像检测技术的应用场景(一) 建筑结构检测1. 建筑隔热检测红外热成像技术可以显示肉眼不可见的建筑结构的热量梯度分布状况，热像异常区域代表着此处与整体墙壁温差较大，这很大程度上是墙体隔热层中的空鼓、缝隙、潮气等造成的，由此可以及时发现房屋中隔热层失效的地方，以便及时修补保存热量。2. 房屋渗漏检测屋顶渗漏也是建筑保温的一大杀器。由于水与建材的温度具有差异，集成红外探测器的红外热成像整机系统能够显现这些热量偏高或偏低的区域，这通常代表着此处有水汽（渗水、发霉等）存留，通过及早发现这些屋内热量损失的位置，为后期的房屋修补指明方向。3. 地暖故障检测地暖是当今家庭采暖的主流设施之一，由于其埋藏于地板以下，一旦发生故障往往不易被察觉。而在红外热像仪的帮助下，可以快速看清地暖管道布局，寻找并定位故障区域，从而开展精准维护，避免不必要的破坏性开挖。4. 暖通管道检测现代建筑中，暖通设施的接入愈发广泛，管道结构愈加繁杂，很多密闭空间不易到达，日常检测困难重重。通过红外热成像技术，可以整体把控管道设施的全局热量梯度分布，及时发现异常区域，排除潜在隐患，保障暖通空调系统的正常运转。(二) 航天航空检测：在航天器领域的复合材料构件上，应用红外热像技术可以对细微的温度变化做出灵敏的反应，这便于研究微小构件上复杂的热分布。(三) 电力检修：电力系统的各类电力设备和线路,在正常运行、时，都会产生一定的热量，见下图。但是随着设备运行时间的增加，由于电流、电压的作用，将产生以下三种主要的发热：电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损致热。这些异常部位和故障点都会辐射出比正常状态更多、更强的红外能，通过红外热像图像，找出电力设备可能存在的热状态异常和潜在的故障点,从而实现对设备和线路的故障诊断。(四) 医疗卫生：在新冠疫情检测体温的过程中，红外热像也发挥了巨大的作用。红外测温计在不接触人体皮肤的情况下，对体温段的测温绝对误差保持在-0.13~ 0.11 ℃，能够满足人体体温测量的精度要求,对疫情的防控发挥了重要的作用。此外，正常人体体表温度分布呈平衡状态，当人体处于病理状态下时，全身或局部新陈代谢会发生变化，病变部位的热平衡分布被破坏并出现血流改变的现象，导致相应局部病变组织温度升高或降低。根据这一原理，红外热成像技术能比较准确地捕捉到被检测组织体温热平衡的变化情况，为临床诊断疾病提供一定的依据。(五) 安防监控：可以对水库堤坝的情况实现雨、雪、烟、雾霾等恶劣天气下实现全天候监控，监控渗漏点、开裂塌方、水流大小等，并可远距离监控山体滑坡情况，及时做出预警。此外在遇到火灾险情时，温度场的监控可即时发现温度异常，预防由于温度异常引发的二次起火。五、结束语红外热像检测技术作为一种无损的检测技术，具有非接触、高效率、高灵敏度的特点，红外热像检测技术在建筑、电力、制造业、环保、医疗等领域得到广泛应用，可以检测出设备的故障、泄漏、温度分布、表面温度等情况，提高设备的可靠性，降低能源消耗，提高生产效率。随着科技的发展，红外热像检测技术将不断进步，检测精度和可靠性逐步提高，应用领域进一步扩展，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。未来应该积极探索和研究红外热像检测技术的最新进展和应用，为推动红外热像检测技术的发展做出贡献。

超高温接触角测量仪原理介绍：接触角（Contact angle）是指在气、液、固三相交点处的气-液界面的切线，此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度，是现今表面性能检测的主要方法。由主体支架、专用光源、远焦镜头、工业成像CCD、高温高真空炉体、水循环冷却系统、真空泵、专用分析软件等组成。超高温接触角测量仪的应用： 在高温真空条件下，通过视频光学原理，测试各种材料的润湿铺展性能；目前已经广泛应用于陶瓷材料研究、金属材料研究、钎焊研究、航空航天材料研究、钢铁冶炼研究、复合材料研究等众多高校院所及企业。研究材料在高温状态下熔体与其相应的基底材料间的接触角变化规律。对于高熔点材料能实现高真空或惰性气体保护气氛下的表界面性能测试，而对于低熔点材料能现实升降温过程中的收缩、变形、融化、润湿、铺展及凝固行为进行图像化、定量化表征。设备性价比高、加热稳定、真空度高、功能全面、可满足各种金属材料科研的需要。1、测量液态金属在高温真空状态下对基材的润湿性能,评估不同材质在高温真空状态下润湿过程及附着性能 2、研究金属与陶瓷复合材料间的润湿性能,测量金属材料在高温真空状态下熔融时，在陶瓷材料上的接触角 3、研究钎焊过程,钎料在基材上的润湿铺展过程,动态分析钎料在高温下的接触角、润湿过程 4、测量金属在不同的高温状态下,以及不同的气体保护环境下,对于不同基材的接触角变化及区别:5、分析涂层与基材的接触角,分析涂层与基材的润湿过程及铺展机理,并研究不同温度及不同气氛下,润湿性能的区别:6、研究液体与固体间的接触角,评估液体与固体的附着粘附性能，分析固体的表面自由能 7、分析焊料与焊接体的接触角值,从而有效地提升焊接强度 8、基于分析接触角及表面张力的基础,控制合理润湿范围，查找有效的去除冶炼过程中炉垢的办法。应用案例超高温接触角测量仪核心参数：型号CA600 腔内环境大气环境/真空/惰性/有氧气氛高温系统温度范围室温～1200℃/室温～1700℃长期使用温度室温～1100℃/室温～1600℃真空下温度1000/1500测温电偶1200°：N型电偶 1700°：B型国际铂铑热电偶测温精度±1℃温度控制30段程序温度设定实现复杂热处理工艺的分析升温速率常温-1000℃≤10℃/min1000℃-1600℃≤5℃/min加热体1200°HRE合金电阻丝/1700度U型硅钼棒恒温区尺寸长200mm加热管尺寸内直径50mm*长度700mm测温系统温度监控，测温材质美国钨铼合金，测量精度±0.1℃，可实时测量加热管内温度。进样方式具有快速样品制备专用工具，以及样品装载专用工具，确保样品快速定位视窗法兰专用同轴双视窗法兰，备双通道惰性保护装置，可同时或单独使用某种工艺气体对内部金属进行保护，带真空系统及保护气体管路、双水冷装置。采用进口石英材质并可快拆更换。炉膛材质1200°C内采用石英，1700°C以上采用高纯刚玉保温材料湿法真空抽滤成型制备的多晶无极氧化铝陶瓷纤维材料样品尺寸5*5*5mm真空系统真空度范围1*10-1Pa采用机械真空泵+数字流量计+真空法兰1*10-3Pa采用分子泵+复合全量程高精度真空计+真空法兰材质两级组合，在高温下达到高真空要求；泵体采用高纯度不锈钢；配置复合真空计；真空系统也可以通保护气体水冷系统温控范围温度范围：5-35℃外形尺寸约460mm（长）*380mm（宽）*590mm（高）水泵流量15L/min冷却系统容量≥11L实测制冷量1520W成像系统镜头Subpixel0.7-4.5倍超高温高清远焦距工业级连续变倍式显微镜、工作距离500mm相机日本SONY原装进口高速工业级芯片(Onsemi行曝光)传感器类型1/2.9 英寸逐行扫描CMOS分辨率1280× 1024镜头控制仰视角度：±10度，精度：1度，前后180mm（微调50mm）*左右200mm（微调50mm）帧率全局曝光高速400帧/s（最快2.5ms采集/次）视频录像功能可录制整个高温润湿过程连续测量测量间隔时间可调、实时记录、连续测量光源系统组合方式采用石英扩散膜与均光板使得亮度更均匀，液滴轮廓更清晰光源进口CCS工业级冷光源（有效避免因光源散发热量蒸发液滴），寿命可达5万小时 亮度调节PWM数字调节功率10W测量软件CA V2.0静/动态接触角测量软件+表面能测量软件操作系统要求windows 10(64位)测量方式自动与手动计算方法自动拟合法（ms级别一键全自动拟合，不存在人工误差）、三点拟合、五点拟合、自动测量（包括圆拟合法/斜圆拟合法（Circle method/ Oblique Circle）、椭圆拟合法/斜椭圆拟合法(Ellipse method /Oblique Ellipse)）、凹凸面测量等基线拟合自动与手动角度范围0°＜θ＜180°精度0.1°分辨率0.001°分析自动计算多组数据中接触角的最大接触角、最小接触角、平均接触角，左右接触角分别计算与比较功能表面能测量方法Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法，Acid-Base Theory法,Wu harmonic mean法,Extended Fowkes法，得到固体表面能。表面能单位mN/m输入电源220V 50-60Hz仪器尺寸约1500mm（长）*405mm(宽)* 725mm(高)润湿性分析粘附功一键自动分析铺展系数一键自动分析粘附张力一键自动分析精度0.001 mN/m单位mN/m选配件1.机械真空泵，真空度：1*10-1Pa 2. FJ-110分子泵组一套，最大抽气速率110L/s (对空气)，真空度：1*10-3Pa 3.惰性气体气氛保护（Ar，N2，He或混合气体）4.冷浴装置：5℃-35°超高温接触角测量仪测试方法

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。

通常来讲，红外热像仪和非接触式红外（IR）测温仪都用于各种各样的非接触式温度测量。这两种工具的工作原理相同：检测红外辐射并将其转换为温度读数。然而，与红外测温仪相比，红外热像仪优势更加明显。红外测温仪与热像仪的区别 红外测温仪，也被称为点高温计或温度枪，通过一个数字，可以显示目标上单个点的温度测量值。而红外热像仪可以为你提供整个热图像中每个像素的温度读数，并允许你在热成像中看到整个场景。热像仪还可以从更远的距离分辨温度（通过合适的镜头），使用户可以快速检查大片区域。红外热像仪可以快速识别图像中的热点由于它的工作原理与热像仪相同，所以红外测温仪可以看作是只有一个像素的热像仪。虽然很多情况下都有效，但因为它只测量一个点的温度，因此操作员很容易错过关键信息。红外测温仪一次只能测量一个点，这意味着找到热点或其他故障可能需要更长的时间红外测温仪检测局限大即使热点太小或太远而无法准确测量，热像仪在扫描某个区域时仍有机会检测到它，让操作员有机会靠近并获得更准确的读数。但红外测温仪需要您在开始测量之前确定已知的热点或需要检测区域的位置。使用红外测温仪扫描包含许多组件的大型区域或设备是一项非常耗时的任务，因为您必须尝试分别扫描每个组件，并极有可能遗漏关键信息，但红外热像仪可以更快地发现微小的问题。FLIR TG系列中的某些热像仪将传统红外测温仪的便捷外形与热成像技术相结合，有助于快速诊断设备故障，发现潜在故障点。测量小目标时的选择红外测温仪近距离测量小物体温度的能力也会受到限制。随着我们的设备将更快的处理速度安装到更小的封装中，找到散热和识别热点的方法越来越具有挑战性，所以说测量小物体温度的能力对于电子检测越来越重要。红外测温仪可以有效地检查和测量温度，但它的光斑尺寸可能太大而无法测量极小的元件。但是，配备特写光学元件（微距镜头）的热像仪可以聚焦到每像素光斑尺寸小于5μm（微米）。这使得工程师和技术人员可以在非常小和近距离的范围内进行测量。高性能热像仪可以进行非常小的测量红外热像仪更适合远距离测量与红外测温仪相比，红外热像仪的优势是它们可以从更远的距离精确测量温度。某个热像仪或红外测温仪可以准确测量给定尺寸的目标，并仍然获得准确温度测量值的距离称为距离系数比（D:S 比）。大多数热像仪的距离系数比要远远大于红外测温仪。例如，一般红外测温仪也许能够测量距离在10到50厘米之间的直径1厘米目标。但大多数热像仪都可以在几米外准确测量直径1厘米的目标温度。例如，FLIR TG54的D:S比为24:1，这意味着它可以在24厘米的距离上测量直径1厘米的目标（或在24英寸的距离上测量直径1英寸的目标）。FLIR E8是一款分辨率为320×240像素的热像仪，其D:S比约为120:1，这意味着它可以在120厘米的距离上测量直径1厘米的目标。FLIR T865等高性能热像仪能够远距离准确测量温度许多更先进的红外热像仪还有可互换镜头，这会影响热像仪的D:S比。例如FLIR T865红外热像仪可搭配6°FOV长焦镜头，可以对更远距离目标进行热检测。红外测温仪是性能出色且经济实惠的工具，可以适用于许多工作场景，尤其是当您知道需要检测的确切位置时的近距离检测。但是，对于远距离应用或需要快速扫描大面积区域时，红外热像仪通常是更好的选择。红外测温仪和红外热像仪到底该如何选择小伙伴们还是要以实际工作需要为基础当然红外热像仪的应用场景更多

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热门新闻相信大家这两天都被一条朋友圈刷屏了：请给我一面国旗@微信官方。可能是盼着国庆的到来，大家也是一天比一天的激动。不过，紧接着，各位有才的网友搞笑本质就透露出来了，从一开始的“@微信官方要国旗”体，演变成五花八门的“需求”。那么小菲也来凑个热闹，请给我菲力尔的“TG三少”@微信官方。这时候，很多菲粉们该有疑问了，这个“TG三少”是何方神圣，为何独受小菲的青睐呢？下面，今天小菲就给大家隆重介绍下菲力尔TG家族的三位新成员，电气、机械等故障的“天敌”——TG297、TG267和TG275。TG三少FLIR TG系列大升级新推出的“TG三少”，不仅延续了清晰显示发热问题、准确定位热点、快速排除故障、经久耐用等特点，还在很多方面都升级了，今天小菲就给大家细数下它们解锁的“新姿势”：01画面更精准红外图像分辨率已达到160 × 120(19,200 像素)，拍的更清楚了；MSX 红外图像增强技术，通过在全红外图像上添加可见光图像细节来提高图像清晰度；显示屏分辨率提高至320 × 240(76800 像素)，屏幕显示的更明晰了；02定位准，视野广圆心激光指示器，用高精度、高能效的激光瞄准目标区域，确保组件/表面区域测量准确无误；LED 手电，借助明亮的LED手电功能，轻松看清黑暗、难以触及的地方；屏幕扩大到2.4寸，视场(FOV) 提升到57° × 44°，让热像仪的测试范围更广阔。共发展也能各领风骚TG267、TG297和TG275作为TG家族的新成员，不仅在很多方面得到了共同提升，而且各自也有“过人之处”，比如：FLIR TG297是测温范围中的“扛把子”，测温最高可至1030℃，基本可以“藐视”同等价位的大部分红外热像仪的测温。从熔炉到铸造炉，检查快而准，非常适合工业领域的高温用途，例如对玻璃炉、窑炉和熔炉或者是制造流程进行温度测量；烧制玻璃FLIR TG267含有一个热电偶探头连接器和通用Type-K热电偶探头，为您带来接触式测量度数（260℃），可快速发现存在严重潜在问题的热点和冷点！非常适合商业电气、设施维护和暖通空调等应用哦~近距离观测电路设备FLIR TG275相较于其他两位小伙伴，它还很受汽车维修技师的喜爱，发动机过热？找它！电路过载、座椅加热器线圈故障、车窗除霜元件、卡住的继电器或开关导致寄生效应？找它！不仅如此，新型混合动力电动汽车电池出现问题，找它也没错！福利时间现在开始，只要你在购物软件首页搜索“菲力尔”，购买任意一款产品，均可获得自拍杆一个！数量有限，先到先得哦~菲力尔不仅发布了新产品还在线上送福利这样的优惠力度可不多见呀所以菲粉们心动不如行动吧！

在实际的工业、实验室等应用场景中，常常能够见到一种现象：由于测温设备的选用不当，导致产品、实验等无法满足需求，甚至产品召回以及返工，造成经济损失的同时也对产品本身产生恶劣影响。为了避免这种情况的出现，一直以来，热成像技术的研究者都在专注研发一款能够提供最佳解决方案的测温工具。 　　传统的测温工具诸如红外点温枪、热电偶等基础、单一的测温工具已经完全不能满足工业生产的需要。热电偶仅局限于大致确定可能正确的测温点，并且常常会产生不必要的散热，改变待测目标的热属性 点温仪每次只能测量一个温度点，只能探测某一区域的平均温度，而且离目标物越远，偏差越大。为此，美国菲力尔公司( FLIR Systems) 推出一套全方位组合的创新型替代方案。 　　美国菲力尔公司( FLIR Systems) 此次推出的红外热像仪台架试验套件包括FLIR A65/35红外热像仪台架试验套件、FLIR E40红外热像仪台架试验套件、FLIR T420红外热像仪台架试验热套件三款全方位的组合套装。 　　红外热像仪台架试验套件选用光学镜头，采用即时非接触式读数，在每幅热图像中生成高达327,680个可重复、精确的温度测量值，准确检测，可同步在热像仪上显示测量分析结果，并支持视频录制与数据记录，通过USB数据线或以太网与计算机之间进行数据传输，结构轻巧，易于操作，满足测温工具的一切功能需求。 　　美国菲力尔红外热像仪台架试验热套件提供最可靠的热成像解决方案，配备工业和研发实验室使用的不同镜头与先进红外分析软件，帮助还原全幅画面，在第一时间分析出问题所在，帮助确切了解测量位置，精确测量结果，大幅提升工作效率，可完美应用于入门级研发应用、工业实验室、培训以及印刷电路板(PCB)和电路板分析等应用领域。 　　其中，FLIR ResearchIR软件面向使用带有制冷或非制冷型探测器的红外热像仪的研发科研工作者而开发，能够充分发挥红外热像仪的优势，进行高速视频录制与高级热图像分析，是适用于工业研发实验室的理想工具。 　　众所周知，美国菲力尔公司(FLIR Systems)作为全球热成像技术的领导者，在红外热像仪、航空摄像机和机械检测系统等产品领域取得了举世瞩目的成果。值得注意的是，美国菲力尔不仅全力生产最高性能的红外热像仪系统，更致力于为所有的红外热像仪系统用户提供最专业的红外热像仪与软件的组合解决方案，帮助提高工作效率与生产率。 　　关于热成像 　　热成像是使用由特殊传感器构成的成像仪&ldquo 看到&rdquo 物体所释放的能量。由于热能或红外光线的波长过长而无法侦测，因此人眼无法看到。我们作为热能所感知到的实际是电磁波谱的一部分。红外线能帮助我们看到肉眼无法看到的物体。热像仪生成不可见红外或&ldquo 热&rdquo 辐射形成的图像。根据不同物体之间的温差，热成像技术可生成清晰的图像。这是适用于预见性维护、建筑检查、研发以及自动化应用的绝佳工具。热成像能够在完全漆黑的环境下、夜间、透过灰雾、烟雾以及从远距离看到所观察的物体。该技术还可用于安防、海事、自动化、消防以及其他众多应用中。 　　关于FLIR Systems 　　FLIR Systems是为广泛应用领域设计和制造热像仪的世界领先公司。该公司拥有50多年的行业经验，目前已生产出几千款热像仪用于世界各地的预见性维护、建筑检查、研发、安防、海事、自动化以及其他夜视应用领域。FLIR Systems共有七大制造工厂，位于美国(波特兰、波士顿、圣巴巴拉和波兹曼)、瑞典斯德哥尔摩、爱沙尼亚塔林、和法国巴黎附近。其办事处分布于澳大利亚、比利时、巴西、中国、迪拜、法国、德国、香港(中国)、印度、意大利、日本、韩国、荷兰、俄罗斯、西班牙、英国和美国。公司拥有3000多位红外专家，通过国际分销商网络提供当地销售和支持功能，服务于全球市场。 （美国菲力尔公司 供稿）

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读。期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来。高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！ 原文链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20234《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304示差扫描量热法进展及其在高分子表征中的应用陈咏萱 , 周东山 , 胡文兵 南京大学化学化工学院 配位化学国家重点实验室机构　南京 210023作者简介: 胡文兵，男，1966年生. 南京大学化学化工学院高分子系教授、博士生导师. 1989年本科毕业于复旦大学材料科学系，1995年博士毕业于复旦大学高分子科学系. 分别于1998~1999年赴德国弗莱堡大学物理系、2000~2001年美国田纳西大学化学系、2001~2003年荷兰物质科学研究院(FOM)原子与分子物理研究所从事博士后研究. 2004年至今，在南京大学任教. 2008年获杰出青年科学基金资助，2020年入选美国物理学会会士(APS Fellow). 主要研究方向为采用蒙特卡洛分子模拟和Flash DSC研究高分子结晶机理及材料热导率表征 通讯作者: 胡文兵, E-mail: wbhu@nju.edu.cn摘要: 示差扫描量热法(DSC)是表征材料热性能和热反应的一种高效研究工具，具有操作简便、应用广泛、测量值物理意义明确等优点. 近年来DSC技术的发展大大拓展了高分子材料表征的测试范围，促进了对高分子物理转变的热力学和动力学的深入研究. 温度调制示差扫描量热法(TMDSC)是DSC在20世纪90年代的标志性进展，它在传统DSC的线性升温速率的基础之上引入了调制速率，从而可将总热流信号分解为可逆信号和不可逆信号两部分，并能测量准等温过程的可逆热容. 闪速示差扫描量热法(FSC)是DSC技术近年来的创新性发展，它采用体积微小的氮化硅薄膜芯片传感器替代传统DSC的坩埚作为试样容器和控温系统，实现了超快速的升降温扫描速率以及微米尺度上的样品测试，使得对于高分子在扫描过程中的结构重组机制的分析以及对实际的生产加工条件的直接模拟成为可能. 本文从热分析基础出发，依次对传统DSC、TMDSC和FSC进行了介绍，内容覆盖其发展历史、方法原理、操作技巧及其在高分子表征中的应用举例，最后对DSC未来的发展和应用进行了展望. 本文希望通过综述DSC原理、实验技巧和应用进展，帮助读者加深对DSC这一常用表征技术的理解，进一步拓展DSC表征高分子材料的应用.关键词: 高分子表征 / 示差扫描量热法 / 温度调制示差扫描量热法 / 闪速示差扫描量热法 目录1. 热分析基础1.1 温度和热1.2 热分析(thermal analysis)2. 示差扫描量热法2.1 基本原理2.2 实验技巧2.2.1 仪器校准2.2.2 样品制备2.2.3 温度程序2.2.4 保护气氛2.3 应用举例2.3.1 比热容2.3.2 热转变温度2.3.3 转变焓2.3.4 DSC与其他技术连用3. 温度调制示差扫描量热法3.1 基本原理3.2 实验技巧3.2.1 样品质量3.2.2 温度程序3.3 应用举例3.3.1 可逆热容和不可逆热容3.3.2 等温可逆热容3.3.3 玻璃化转变4. 闪速示差扫描量热法4.1 基本原理4.2 实验技巧4.2.1 样品制备4.2.2 样品质量4.2.3 临界条件4.3 应用举例4.3.1 等温总结晶动力学4.3.2 不可逆熔融转变4.3.3 与其他表征技术连用4.3.4 玻璃化转变4.3.5 热导率5. 总结与展望参考文献1. 热分析基础1.1 温度和热温度是表征物体冷热程度的物理量，它仅由系统内部的热运动状态决定，是系统中物质分子热运动强度的量度. 热力学第零定律表明，所有互为热平衡的系统都存在一个共同的数值相同的态函数，这个态函数被称为温度，是一个强度量. 热力学第零定律阐明了温度计的工作原理：在测量温度时，首先选择一个作为标准的测温物体，也就是温度计，然后让它分别与各个物体接触并达到热平衡，得到的标准物体的温度就是各待测物体的温度. 值得注意的是，温度计的热容必须比待测物体的热容要低得多，以保证接触过程中不会改变物体的温度. 然而，温度测量获得的是一个相对量，为了定量测定温度，人们还需要建立一个温标.最初的温标是经验温标，它依据测温质的某一种物理属性随温度的变化关系来表征温度的大小. 例如，酒精和水银温度计是根据液体加热时的体积膨胀设计的，铂和RuO2温度传感器是依据金属导体的电阻随温度的变化关系设计的. 通常，这种变化关系是显著而单调的，假定其为简单的线性关系，那么测温属性x和温度θ的关系为：其中，常数a和b是由标准点和分度法确定的，根据不同的标准点和分度法可以确定不同的温标. 1714年，Fahrenheit将水的冰点设为32 °F，沸点为212 °F，建立了华氏温度. 1742年，Celsius将水的冰点设为0 °C，沸点为100 °C，建立了摄氏温度. 到1779年为止，全世界并存有19种经验温标. 然而，这些温标缺乏统一的标准，除了标准点外，采用不同的测温质测得的温度并不完全一致. 此外，测温属性往往无法在整个温度范围内保持完全线性的变化关系. 例如，水银在−39 °C发生固化，在357 °C发生气化，因此水银温度计的测温范围在其凝固点和沸点之间. 1848年，Kelvin依据卡诺定律提出了开氏温度作为物理学温标，它不依赖于任何测温物质的具体测温属性，故又称为绝对温标. 相应的温度也被称为热力学温度，以T表示，单位为开尔文，记为K.1967年，第13届国际标度会议确立热力学温度为基本温标，并将水的三相点的热力学温度设为273.15 K. 摄氏温度与热力学温度之间的关系为即，摄氏温度的0 °C对应热力学温度的273.15 K.热量是物质状态发生转变的一种反映，它与人类的日常生活息息相关，很早以前人们就开始了对热的探索. 早在公元前5世纪，Empedocles[1]就提出这个世界是由气、水、土和火(热)四大元素所组成的. 一直到18世纪中叶以前，热质说(theory of caloric)盛行. 18世纪后期，人们开始通过实验证明热是粒子内部的运动. 19世纪后半期，Joule和Boltzmann等建立了统计热力学的基本原理，从而彻底推翻了传统的热质说.由热力学第一定律可知，热是能量的一种形式，记为Q，它可以和其他形式的能量互相转化，且总能量保持不变，即：物体吸收或放出热量的能力由热容C (JK−1)来表征，表示物体温度升高1 K所吸收的热量(单位J)，而单位质量(克，g)物体升高1 K所吸收的热量为比热容cm (JK−1g−1)，将能量表示为体积和温度的函数，则根据体积不变的条件可以得到同样可以将能量表示为压强、温度的函数， 在压强不变的条件下，可得到其中，H为定义的一个态函数，称为焓(enthalpy). 它与内能的关系为由此得到等容热容和等压热容的关系为1.2 热分析(thermal analysis)广义上来说，所有控制温度的测量过程都可以称为热分析. 1999年，国际热分析和量热协会(International Confederation for Thermal Analysis and Calorimetry, ICTAC)和美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials, ASTM)[2~4]对热分析的定义为：在程序温度下，测量物质的物理性质与温度或时间关系的一类技术. (A group of techniques in which a physical property of a substance is measured as a function of temperature or time while the substance is subjected to a controlled-temperature program.)常见的热分析所测量的物理性质包括质量、温差、热量、应力和应变等. 按照测量性质的不同，最基本的热分析包括以下几种：差热分析法(differential thermal analysis, DTA)、示差扫描量热法(differential scanning calorimetry, DSC)、热机械法(thermomechanical analysis, TMA)、热重分析法(thermogravimetric analysis, TGA)等等.示差扫描量热法(DSC)的定义是：在程序控温和稳态保护气氛下，测量进出样品和参比物之间的热流差随温度或时间变化的一种技术. 它是目前应用最为广泛的一种热分析技术. 随着科学技术的进步，DSC也得到了不断的发展，特别是近年来取得了显著的进展. 其中一个主要的进展是在20世纪90年代出现的温度调制DSC (temperature-modulated DSC, TMDSC). TMDSC在传统DSC线性扫描速率的基础上加入了调制升降温速率，可测得非线性调制热流信号，对该热流信号进行解调制，可以将总热流信号区分为可逆信号和不可逆信号两部分. TMDSC还可以通过对等温过程施加微量调制升降温速率进行准等温实验，追踪实验过程中的不可逆过程随时间的演化，并最终获得平衡状态下的可逆热容. DSC技术的另一个重要进展是近年来发展起来的闪速示差扫描量热法(fast-scan chip-calorimetry, FSC). FSC其商业化版本为Flash DSC，是基于芯片量热技术和微制造技术而发明的超快速示差扫描量热技术，它可达到106 Ks−1的扫描速率，具有较高的灵敏度，进一步将DSC的表征时间和温度窗口拓展到了发生较快速热转变的区间，增强了其表征和研究各种热转变动力学的能力.2. 示差扫描量热法2.1 基本原理示差扫描量热法起源于19世纪中期. 1887年，Le Chatelier[5,6]采用热电偶首次记录了陶土的温度随时间变化的升温曲线. 1899年Roberts-Austen[7]使用参比热电偶，首次测量了样品与参比物之间的温差，发展了差热分析法(DTA). 然而这种方法只能用于定性测量样品和参比物之间的温差ΔT.1955年，Boersma[8] 改进了DTA设备并建立了一个定量DTA测量单元，该仪器的热阻与试样无关. 对仪器的热容进行校正，可使得扫描过程中样品的热流与温差呈稳定的线性关系，从而可以定量测量热流. 这一发现最终导致了热流型DSC的诞生. 热流型DSC保留了差热分析法引入的参比物，并监测试样和参比物之间的热流差变化，得到了比只测定试样的绝对热流变化更为精确的测试结果，这也是示差扫描量热法中“示差”的含义及来源. 1964年，Watson等[9,10]提出了功率补偿型DSC的概念，这一概念有利于提高DSC的升降温速率. 此后，DSC技术不断发展并成为热分析领域的常规分析手段. 目前，市场化的DSC设备根据加热方法和测量原理主要分为热流型示差扫描量热仪(heat flux DSC)和功率补偿型示差扫描量热仪(power compensation DSC)两类[11].热流型DSC的测试装置如图1所示.图 1Figure 1. Illustration of heat-flux DSC (Mettler-Toledo heat-flux DSC) with the heating rate controlled through the furnace temperature. There are two sets of thermocouples measuring the heat flow between the furnace and the pan for sample and reference and two central terminals bringing the average T signal from all the thermocouples out to the computer.热流型DSC从外部加热整个炉体，并给样品和参比物提供同样的加热功率. 由热欧姆定律可知，由炉体流到试样坩埚的热流[Math Processing Error]ϕs 以及由炉体流入参比坩埚的热流[Math Processing Error]ϕr分别为[12]其中，[Math Processing Error]Ts、[Math Processing Error]Tr和[Math Processing Error]Tc分别为试样温度、参比温度和炉体温度，[Math Processing Error]Rth为热阻.DSC检测信号[Math Processing Error]ϕ为2个热流之差，由于参比坩埚和试样坩埚相同，仪器两边具有对称性，可将上式简化为即，热流型DSC的检测信号[Math Processing Error]ϕ与试样和参比物之间的温差[Math Processing Error]ΔT=Ts−Tr成正比.热流型DSC对整个炉体进行加热，测试氛围均匀且稳定，因此能保持较为稳定的基线. 另一方面，炉体的热容较大，不利于快速升降温，因此热流型DSC的升降温速率较慢.功率补偿型DSC的测试装置如图2所示.图 2Figure 2. Illustration of power-compensation DSC as invented by Perkin Elmer with the reference and the sample separately heated by two platinum resistance thermometers in two calorimeters mounted in a constant temperature block.功率补偿型DSC采用2个独立的加热器分别对样品盘和参比盘进行控温和功率补偿，当样品发生吸热或者放热效应而导致样品与参比物之间的温差不为零时，电热丝将及时对参比盘或样品盘输入电功率以进行热量补偿，使两者的温度始终处于动态零位平衡状态，同时记录样品和参比物的2只补偿电热丝的功率之差随时间的变化关系，功率补偿型DSC的热源更贴近样品，温度响应灵敏，因此升降温速率更快. 为了准确测量样品的热效应，功率补偿型DSC的2个炉体必须具有很高的对称性，然而仪器内部的环境往往会随着时间而发生改变，因此功率补偿型DSC的基线容易发生漂移，不如热流型DSC稳定.2.2 实验技巧2.2.1 仪器校准首先采用标准物质在待测温度范围内对仪器进行校准，以保证测量值与参考值相吻合. 校准的内容主要包括DSC曲线上的温度值以及热流速率值. 因此标准物质应具有较好的稳定性，其测量性能必须具有可靠的文献参考值. 常用于校准的标准物质有铟、锡、尿素、苯甲酸等等，这些标准物质可用于不同温度范围内的校准. 图3是采用铟进行熔点以及熔融焓校准得到的测量结果，将标准物质的熔点以及熔融焓的测量值与文献参考值进行比较，若测量值不在误差限之内，则需要对仪器的参数进行调整，使测量值与参考值相符合[13].图 3Figure 3. Illustration of the calibration of temperature and heat-flow rate with the standard material Indium for DSC measurement. The curve is characterized by its baseline and the endothermic process with some characteristic temperatures including the beginning of melting, Tb, the extrapolated onset of melting, Tm, the peak temperature, Tp, and the end of melting where the baseline is finally recovered, Te. Generally, Tm is the most reproducible point as an accurate measure of the equilibrium temperature which are used for the temperature calibration. The peak area below the baseline can be compared with the expected fusion heat of standard materials for the calibration of the heat flow rate.2.2.2 样品制备DSC实验采用坩埚作为试样容器，包括铝坩锅、高压坩埚以及具有特殊用途但使用较少的铂金、黄金、铜、蓝宝石或者玻璃坩埚等等. 其中最常用的是铝坩埚，包括40 μL标准铝坩埚和20 μL轻质铝坩埚. 带盖的40 μL标准铝坩埚应用范围较广，能进行固体和液体样品的测试. 20 μL的轻质铝坩埚的热容较小，有利于提高测试信号的分辨率和灵敏度，可用于质量较小的薄膜或者粉末样品的测试，一般不用于液体样品的测试. 称量样品之前首先需要选取2个质量十分相近的坩埚，以保证DSC仪器具有较好的对称性. 此外，取放坩埚时采用镊子夹取坩埚，并将坩埚放置在称量纸上，以免污染坩埚及坩埚内的样品.然后选择样品质量. 一般来说，样品质量越少越好，较少的样品量可以减小样品内部的温度梯度，提高信号的分辨率，此外还能保证与坩埚底部的良好接触，有利于提高基线的稳定性和温度测量的准确度. 然而样品质量过少会导致信号的灵敏度较低. 因此，在称量样品时需要综合考虑两者的影响. 通常，样品的体积不超过坩埚体积的2/3，有机样品的质量为5~10 mg，无机样品的质量为10~50 mg[12]. 称量时采用差减法，先用分析天平称量空坩埚的质量，然后放入样品，称量样品和坩埚的质量之和，两者相减则得到样品的质量. 称量时每个质量都需要测量3遍，保证质量称量的准确度在±0.2%.装样过程需要注意3个方有关高分子标准热容数据可从ATHAS (Advanced THermal AnalysiS)[16]等数据库中查找.2.3.2 热转变温度高分子材料的物理热转变温度主要包括玻璃化温度和熔点. 玻璃化温度[Math Processing Error]Tg是非晶态聚合物在玻璃态和高弹态之间转变的温度. 研究玻璃化转变温度可以得到有关样品的热历史、稳定性、化学反应程度等重要信息，对于实验研究、质量检测等具有重要意义. 玻璃化转变温度通常取DSC曲线发生玻璃化转变台阶上下范围的中点. 图5是ASTM方法[17]测量聚合物玻璃化转变温度的热流曲线图，在台阶的拐点[Math Processing Error]Ti处做一条切线，由这条切线与基线的交点可得到外推起始温度[Math Processing Error]Tb1和外推终止温度[Math Processing Error]Te1，这两点的中点即为玻璃化转变温度[Math Processing Error]Tg.图 5

最近和大家分享了不少flir高速热像仪的案例想必大家对flir高速与定格红外成像很感兴趣今天，小菲就来给大家详细解说下我们为什么要选择flir高速热像仪？如何根据需求选择最合适的热像仪？01制冷与非制冷热像仪的操作原理目前，红外热像仪大体可分为两类：一类是高性能制冷型光子计数红外热像仪，另一类是经济实惠的非制冷型微测热辐射计红外热像仪。现今市面上的大多数制冷型热像仪采用锑化铟(insb)探测器。制冷型红外热像仪通过对特定波段（通常为介于3-5μm的中波红外波段）内能量的光子计数进行工作。光子撞击像素，转化成电子并储存在积分电容器中。像素点以电子的方式，通过断开或短路积分电容器来控制快门。根据不同的热像仪型号，flir锑化铟热像仪扫描-20至350˚c物体的积分时间为6ms-50μs，这些极短的积分时间为定格画面、精确测量每个快速变化的瞬间提供了可能性。flir制冷型锑化铟热像仪捕获的“黄蜂”战斗机的定格图像一个传统热电偶的热图像与制冷型热像仪相比，非制冷型热像仪成本更低、质量更轻、功耗更小。非制冷热像仪像素点采用特定材料制成，其电阻可随温度的变化发生明显变化。常见材料为：氧化钒或非晶硅。当热能聚焦于像素点时，像素点会随之升温或冷却。因像素点的电阻随着温度的变化而变化，其大小可测量，能通过校准操作映射回目标温度。由于像素点有限定的质量，因此它们有相应的热时间常数。现今基于非制冷型微测辐射热计红外探测器的热像仪，其时间常数一般为8-12ms。但这并不意味着像素点能在8-12ms内立即响应，并提供精确结果！一般经验是：处理跃阶输入信号的一阶系统达到稳定状态的所需时间是时间常数的5倍。02时间常数和思维实验为了探讨微测辐射热计探测器的响应时间，我们来打一个有趣的比方，假想有两桶水：一桶是装满已搅拌均匀的0℃冰水，另一桶是100˚c快速沸腾的沸水。让微测辐射热计探测器先对准冰水，然后瞬间切换到沸水(100˚c的跃阶输入)，记录这一过程的测温结果。如果我们将10ms的热时间常数转换成一半时间以便于计算，我们得到的值大约为7ms。从0°c过渡到100°c的系统响应，tau=10ms，一半时间=7ms我们来看微测辐射热计探测器的报告结果，在7ms(即一个减半时间)时温度为50˚c，2个减半时间时温度为75˚c，3个减半时间时温度为87.5˚c等。如果我们尝试以100帧/秒或在10ms时读取温度，结果会怎样？热像仪的读数为63˚c，产生了37˚c的误差。热像仪会精确报告像素点的温度，但是像素点尚未达到正检测的场景的温度。一般说来，如果将非制冷型微测热辐射计的帧频设置为30帧/秒以上时，结果毫无意义！03真实案例反应的实际情况 案例一：我们来探讨一下打印的过程，此过程需要将打印纸加热至60˚c。打印纸绕着显影辊输出的速率为127厘米/秒，且在长、宽两个边上的温度必须均匀。打印纸离开加热辊的热图像使用制冷型光子计数热像仪与非制冷型微测热辐射计热像仪捕捉每边的数据。制冷型锑化铟探测器与非制冷型微测辐射热计探测器在测量热瞬时事件中的性能对比上图表明，两类热像仪所获得的数据明显不同。微测热辐射计热像仪获得的数据沿着长度方向表现出大而相对稳定的突起。而光子计数热像仪的数据随着时间的推移，温度明显有所不同。制冷型热像仪表明，经过加热的显影辊组件在转动的一周时，由于与纸张接触，温度会有所降低。继电器式控制器感应到降温后，会全功率开启加热控制器。当显影辊加热至预设温度后，控制器会关闭加热过程，由此反复进行。一幅图像足以帮助研发工程师确认两项事宜：检测产品需要一台光子计数热像仪；如需获得理想的设计目标，需要在加热的显影辊上加装pid（比例积分微分）系统，而不是简单的继电器式温度控制器。 案例三：光子计数探测器拍摄的直升机螺旋桨的定格画面

2024年8月1日，备受瞩目的中国（北京）国际新能源电池技术及设备展盛大开幕，汇聚了超350家专业品牌，以全球化视角助力产业转型升级。Raythink燧石技术精心打造的热成像明星产品惊艳亮相。Raythink热像仪凭借其卓越的性能、精准的检测能力、丰富的新能源行业应用成为全场焦点。展台人头攒动，现场观众与专业人士的广泛赞誉与高度关注，成为全场最火爆的展区！左右滑动，更多精彩现场直击锂电池是目前新能源市场的主流选择，其作业表现与环境温度息息相关，但由于热失控导致的锂电池、储能电站发生的安全问题仍未得到完全解决。传统的测温方式如热电偶或光纤测温，仅能获取局部温度数据，无法直观展示全局温度分布情况，易遗漏潜在的高温点。红外热成像技术通过检测红外辐射能量，可全面感知温度的细微变化，对于锂电生产环节及储能安全监测，具有先天优势！Raythink热像仪产品形态丰富，专家级红外手持热像仪RT630即开即测，NETD低至35mK，可捕捉更细微热点，辅助人工巡检，提高巡检效率。Raythink高清在线测温仪ATR1280实时测试，吸引了众多专业观众纷纷驻足。ATR1280在线测温仪内置全自研、高灵敏度的氧化钒红外探测器，分辨率高达1280x1024。高清的红外图像可实时呈现锂电池表面的温度分布情况，一旦发现温度异常，立即发出预警信号，并触发声光报警。还可以与消防系统联动及时进行火情扑救。后台实时展示温度数据，并记录并分析温度数据，为锂电池的维护和管理提供科学依据。通过长期的数据积累和分析，可以制定更有效的维护计划和预防措施。锂电池作为一种重要的储能电池，近年来有效缓解了能源转型和环境污染的压力。安全生产与应用是促进可持续发展中不可忽视的话题，未来Raythink燧石技术将继续致力于红外热成像技术的创新，以满足日益增长的市场需求和环保标准要求。