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溫度傳感器：冷鏈管理的小助手

2020-12-16 09:16:16 來(lái)源：儀表網(wǎng) 閱讀量：6244

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

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

　　溫度傳感器在冷鏈管理中大顯身手

　　帶有測(cè)量?jī)x表的溫度傳感器長(zhǎng)期以來(lái)一直很受歡迎。然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，而且大多數(shù)冷鏈管理發(fā)生在 -40°C 至 +10°C 的溫度范圍內(nèi)，集成的溫度傳感器成為了冷鏈管理的選擇。

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

　　熱傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)是由物質(zhì)中大量的分子熱運(yùn)動(dòng)互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過(guò)程。比如一頭手握鐵棍在一頭加熱，不多時(shí)就會(huì)感覺(jué)燙手，就是指熱傳導(dǎo)方式。

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

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

　　溫度傳感器到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？

　　冷鏈行業(yè)在選用溫度傳感器的相關(guān)溫度測(cè)量設(shè)備時(shí)，供應(yīng)商往往被客戶問(wèn)到幾個(gè)問(wèn)題，其中常見(jiàn)的問(wèn)題就是：溫度測(cè)量值準(zhǔn)不準(zhǔn)？

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

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

　　實(shí)際冷鏈環(huán)境的溫度往往是不完全恒定的，冷庫(kù)因?yàn)榄h(huán)境大，溫度較為恒定。但冷鏈車常開(kāi)冷柜溫度變化幅度大。內(nèi)置傳感器的溫度記錄儀因?yàn)槠渫鈿?、電池、PCB等器件的蓄熱效果對(duì)內(nèi)置傳感器產(chǎn)生熱輻射效果，從而提升整個(gè)溫度記錄儀的熱時(shí)間常數(shù)。

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

　　溫度傳感器的發(fā)展方向

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

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

　　如今的溫度傳感器逐步進(jìn)入數(shù)字化所謂數(shù)字化就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過(guò)溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。這樣人們?cè)诓煌牡胤綑z測(cè)溫度，傳感器數(shù)字化給人們帶來(lái)更多的便捷。

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