晨怡热管 >> 节能技术 >> 现代热工测试技术

现代热工测试技术

晨怡热管 王华山 2007-1-31 22:42:47

试验研究历来是科学研究重要手段之一,也是基本的研究手段。实验研究也必然离不开对研究对象参数的测量。许多新的发明往往以测量技术的发展为基础,新的工艺与设备的产生业依赖于测量技术的发展水平。
    作为测试技术的一个重要分支——热工测试技术在科学技术领域和生产活动中也发挥着至关重要的作用。所谓热工测试技术,即是对热工过程的各种热工参数(如温度﹑压力、流量、汽包水位、烟气成分等)进行测量的技术问题。限于篇幅的问题,我们对90年代以前的热工测试技术的原理和常规方法就不介绍了,这很多资料中都有或多或少的内容。这里我们来看一看现代热工测试技术
    随着科学技术的发展和信息时代的到来,热工测试技术的内涵也发生了深刻的变化,首先在测试范围上很大的变化,已经由传统的热工量的测量拓宽到以热工量为主也包含电学量、力学量和光学量的测量。其次物理量测量的类型也更多了,如导热系数、粘性、热扩散系数等等参数。
    从近代测量技术的发展来看,它有以下几个特点:
    1. 在测试方法上,由接触测量向非接触测量发展,如传统的测温、测速方法全是接触式的,这就无可避免的会对被测物理量场造成干扰,使测量产生误差,近代的激光测速和激光测温都是非接触式的,就避免了产生这方面的误差。
    2. 在测量时间上,由物理量的静态测量发展为动态测量。
    3. 在测量空间上,由个别点的测量发展到整个场上的测量。
    4. 在数据处理上,由被测数据的手工采集或仪表记录发展到计算机采集、存储与处理。
    5. 在测量的功能上,由单纯的测量发展到测量与控制相结合。
    下面来简单介绍一下几种现代热工测试技术:
    (一)激光测速技术。主要包括激光多普勒测速技术和激光双焦点测速技术。激光多普勒测速技术主要利用激光的多普勒效应,这种测速技术动态响应快、测量准确,其输出量仅对速度敏感与其它参数无关。激光多普勒效应测量速度的基本原理是:当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时,激光被运动着的粒子所散射;散射光的频率和入射光的频率相比较,由正比于流体速度的频率偏移,测量这个频移,据可以测得流体速度。激光多普勒测速技术又简称LDV(Laser Dopple Velocimeter)

 

激光双焦点测速技术的基本原理是测量跟随流体一起运动的粒子在光探测区的飞行时间,从而获得流体的运动速度。测速时,激光器及相关的光学系统产生两个高强度的聚焦光束,在聚焦区呈现两个焦点,焦点的直径很小,一般为10μm;两焦点之间的距离s被精确测定,并固定不变,s通常为几百μm,测出跟随流体一起运动的粒子穿越两聚焦光点的飞行时间,即流体的运动速度u。
    (二)热成像探测技术。这是一种非接触式测温方式,精度相当高。不仅可以测量高温(如3000k),而且可以测量中温和零摄氏度以下的温度。这种技术的最大优点是可以获取被测物体表面的整个温度场,而并非个别温度。此技术利用红外扫描原理来测量物体表面的温度分布,也就是说,它摄取来自被测物体各部分射向仪器的红外辐射通量的分布,利用红外探测器,顺序的直接测量物体各部分发射出的红外辐射,综合起来就得到物体发射红外辐射通量的分布图像,称为热像图,其中包含着被测物体的温度信息。下图为一种红外传感器的结构图:

(三)现代干涉测量技术。激光全息摄影技术是现代发展起来的非接触式测量新技术,它在热工参数场(如流速场、温度场和浓度场等)的测量中有着非常重要和广阔的应用前景。随着计算机技术的发展,激光全息技术的后处理更加快速、方便与准确。它是根据物理学中的光学原理,利用光波的干涉现象可在底片上同时记录下被测物体反射光波或透过物体的光波的振幅和相位,将物光的全部信息都记录下来,这种技术叫全息摄影技术。在科学研究和生产过程中常常遇到热质交换同时发生的现象,需要同时测量温度场和浓度场,可以采用激光全息干涉法测量。用两束波长不同的激光分别被分成两束彼此相干的无光和参考光,这两束光用时穿过试验段和相干的参考光干涉,从而记录了实验段中所发生的热质交换过程的信息。分别用此两波长的参考光使之再现,于是在两组底片上得到两组不同的干涉条纹,测量进行图像重建,可得试验段的浓度场和温度场。

(四)智能仪器与微机检测系统。智能化测量仪器无论在测量的准确性、灵敏度、可靠性、自动化程度等等方面都优于一般仪器,测量仪器的智能化成为测量界普遍关注的问题。含有微机算计或处理器的测量仪器,它拥有对数据的存储,运算,逻辑判断和自动化操作等功能。此类仪器如德国制的THERM2280-2型温度表,可以自动以环境温度为参比端温度进行修正及补偿,自动进行差值计算,测温范围400~1800℃,测量精度:±0.03℅。美制MST-P行超声波流量计,测速范围为:0.1~8米每秒。在各种测量仪表中,一般都具备智能化的二次仪表,如新型的蒸汽流量计,考虑了传感器件安在管道造成的压力损失和导热换热引起的蒸汽凝结等问题,使输出更加准确。
    现代热工的测试技术还有很多,如颗粒特性的散射测量技术,流动显示和观测技术等等,此处就不一一列举了。
    在近些年中,由于计算机技术、传感技术、应用数学和控制技术、激光技术和红外技术等大量应用于热工测试技术,为其开辟了许多新的领域,注入大量新的内容,热工测试技术已成为集热工测量、光学理论、信号分析、图像处理和计算即可石化等多学科交叉的综合技术。

责任编辑: banye 参与评论
本站地图|热管配套|企业邮局|产品说明

Copyright © 1996-2010 China Harbin DawnHappy Heat Pipe Technology Co., Ltd.
哈尔滨晨怡热管技术有限公司   电话:0451-82589558 82589508 82589538   传真:0451-82552085 技术支持:13704813968
地址:哈尔滨市南岗区南通大街256号  邮编:150001  电子信箱:heatpipe@yahoo.cn   heat-pipe@hotmail.com heat.pipe@yahoo.com.cn 
本站永久域名:http://china-heatpipe.net     http://heatpipe.net.cn    http://rg.nx8.net     http://nx8.net  
中华人民共和国信息产业部ICP/IP地址信息备案:黑ICP备07500228  哈尔滨市公安局国际联网备案登记:哈公网监备2301001146

Powered By: KingCMS 3.0 Beta