测温技术国内外研究现状综述

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温度是科学技术中最基本的物理量之一,也是工农业生产中最普遍最重要的参数之一，许多工农业产品的质量控制和提高都需要准确的温度测量，同时测温也是许多其他重要物理量的间接测量方法[2]。例如测量相对湿度的最准确的方法就是根据露点温度的测量值进行计算。据统计，温度传感器的使用占到了国内外传感器使用量的20%，在所有类型的传感器的使用量中居于首位。

常用的温度测量仪表种类繁多，从不同角度，有不同的分类方法[3]。以被测物体与测量仪器的相对关系来看，可以分为浸入式测量，表面接触测量与非接触测量。以测温技术原理分类，可以分为热膨胀原理(玻璃温度计，双金属温度计),热辐射原理（光学高温计），热阻效应原理（电阻测温元件），热电原理（热电偶），半导体PN结等。温度传感器的发展也经历了三个主要阶段：（1）传统型的分立式内部含有敏感元件的温度传感器；（2）模拟集成型温度传感和控制器；（3）数字温度传感器。而当前，国际上，新型传感器的发展方向已经由模拟化，集成化向着数字式，智能化和网络化。与此同时，对新型传感器还要求兼顾分辨力，线性度，成本以及抗干扰能力等多方面。随着我国经济的发展和科学技术的进步，发展以温度传感器作为测温核心的技术具有重大意义。61178

国内外数字温度传感器在测温系统的应用如下：

（1）.光纤温度传感器在电力系统的应用

光纤温度传感器在电力系统中的应用是近年来研究的热点，已广泛应用于发电厂、变电站等多个领域。光纤传感器基于光信号传送信息，具有绝缘、抗电磁干扰、耐高电压、耐化学腐蚀，安全等特点。按工作原理分，光纤温度传感器可分为功能型和传输型两种。功能型温度传感器中光纤作为传感器的同时也是光信号的载体，而传输型温度传感器中光纤则只传输光信号。目前主要的光纤温度传感器包括分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等。其中应用最多的当属分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器。

分布式光纤传感器最早是在1981年由英国南安普敦大学提出的。激光在光纤传送中的反射光主要有瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三部分。分布式光纤传感器经历从最初的基于瑞利散射的液芯光纤分布式温度监控系统，基于光时域拉曼散射的光纤测温系统，以及基于光频域拉曼散射光纤测温系统等等。目前其测量距离最长可达30 km，测量精度最高可达0.5℃，空间定位精度最高可达0.25 m，温度分辨率最高可达到0.01℃左右。光纤光栅温度传感器是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的。光纤光栅以波长为编码，具有传统传感器不可比拟的优势，已广泛用于建筑、航天、石油化工、电力行业等。

电力系统中大量设备需要检测温度信息，从而确定电力设备的运行情况，以便调度人员及时采取措施，消除异常，避免设备的损坏和事故的发生。早期通过示温蜡片、数字温度传感器、红外温度仪等获取电力设备温度信息。但是示温蜡片与红外测温仪需要人工巡查，不能满足现代数字化电力系统的要求。数字温度传感器大多基于电量传送，受电磁场影响较大，只能测量关键点，有一定的局限性。光纤温度传感器则克服了以上缺点与不足，具有通信迅速、报警设置灵活、适应恶劣环境等优点。其代替传统的温度传感器，应用于电厂的温度监控、电缆隧道火灾监控、高压电力电缆负荷安全监测、变压器绕组温度监测、高压开关柜温度监测等多个领域。随着电力系统的发展，对电力设备的测温将会越来越受到重视，光纤测温系统成本的降低以及测温精度等指标的提高，必将使其在电力系统中的应用更加广泛与深入。