碳素厂专用光电温度传感器

一、光电温度传感器的基本原理
1、结构原理
光电传感器的结构原理如图1所示。
图1光电温度传感器结构原理示意图
2、光电温度传感器感温管
根据使用现场需要，选择适用的感温管，诸如耐高温、高压、防炸、抗腐蚀等技术功能要求，为此可选用刚玉管、金属陶瓷管、耐高温合金管等。
在测温过程中，将感温管的盲端插入被测温介质或热场中，感温盲端被加热至与被测温度同温，称热端。
盲端内表面产生的热辐射与温度符合热辐射定律：E＝εδT4（1）式中：δ为斯蒂芬为波尔兹曼常数，其大小为5.67×10-8W/m2·K4；ε为黑度系数。
由于光电温度传感器感温管内径远小于管长，可以认为是黑体辐射，ε＝1.因此，为感温管的互换奠定了理论基础。
3、光电温度传感器
光电温度传感器由物镜、光栏、光电转换器和具有温补特性的负载网络构成。
感温管盲端内表面热辐射光束经物端光栏、物镜汇聚，再经象端光栏照射至光电转换器受光面，产生光电信号输出。光路如图2所示。

图2光电温度传感器光路示意图
由光栏与透镜形成一定的视场角，只能采集盲端很小一段内表面的辐射光，因此，传感器盲端插入深浅不会造成测温误差。由于感温管定长，管腔与光电转换器形成密封腔体，又可认为是黑体辐射，所以形成了插入式，使用条件固定，不受环境干扰的辐射测温新方法。光电转换器选用硅光电池，输出电流受环境温度影响严重，因此设计了具有温度补偿功能的电阻网络，保证在-20～＋90℃范围内输出信号电压稳定，极大地减小了附加误差。
象端光栏置于焦点与象面之后，沿光轴调整光栏
4、可调整光电转换器受光面接受光通量的多少，对传感器进行校正。

二、光电温度传感器输出特性
光电温度传感器输出电压信号与被测温度成单值函数关系，而且极少受环境条件变化的影响。光电转换器选用硅光电池，性能稳定，使用寿命长，可在高温条件下工作，响应速度快，具有多方面的优越性。
被测温度转换热辐射光能量，经光路处理后，转换成光电流和输出电压信号，经大量实验数据归纳出以。