溫度傳感器在冷鏈管理中大顯身手
冷鏈?zhǔn)侵改承┦称吩稀⒓庸な称坊虬氤善贰⑻厥馍镏破泛退幤方?jīng)過收購、加工、滅活后,在產(chǎn)品加工、貯藏、運(yùn)輸、分銷和零售、使用過程中,各環(huán)節(jié)始終處于產(chǎn)品所必需的特定低溫環(huán)境下,減少損耗,防止污染和變質(zhì),以保證產(chǎn)品食品安全、生物安全、藥品安全的特殊供應(yīng)鏈系統(tǒng)。
為了保持營養(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)輸和儲存溫度。但是經(jīng)過當(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間。將這些商品保持在適當(dāng)溫度至關(guān)重要。
這就離不開冷鏈管理的“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)輸或儲存期間發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生偏離儲存溫度范圍的情況時可以采取適當(dāng)?shù)拇胧?
溫度傳感器在冷鏈管理中大顯身手
帶有測量儀表的溫度傳感器長期以來***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***下溫度的傳導(dǎo)方式:熱傳導(dǎo)、對流和輻射。
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程。比如***頭手握鐵棍在***頭加熱,不多時就會感覺燙手,就是指熱傳導(dǎo)方式。
對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式,氣體的對流現(xiàn)象比液體明顯。對流還分為自然對流和強(qiáng)迫對流兩種,冷鏈行業(yè)中冷鏈車、冷鏈倉儲的制冷設(shè)備多采用強(qiáng)迫對流方式,來達(dá)到空間的溫度下降和溫度達(dá)標(biāo)。當(dāng)然對流過程中也會有熱傳導(dǎo)的參與,空氣和液體作為***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),如太陽的熱量就是以熱輻射的形式,經(jīng)過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)溫度測量設(shè)備時,供應(yīng)商往往被客戶問到幾個問題,其中常見的問題就是:溫度測量值準(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)而通過電壓值A(chǔ)D數(shù)據(jù)化后再與溫度值與電壓值間的對比表來轉(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***致性和可靠性;電路設(shè)計中電壓基準(zhǔn)源的***致性和穩(wěn)定性;電壓信號處理電路的***致性和穩(wěn)定性。以上的差導(dǎo),會導(dǎo)致溫度記錄儀的準(zhǔn)確性和成本,相對而言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,***致性較高也有利于開發(fā),但成本較高,且可測試溫度范圍較窄。
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,冷庫因?yàn)榄h(huán)境大,溫度較為恒定。但冷鏈車常開冷柜溫度變化幅度大。內(nèi)置傳感器的溫度記錄儀因?yàn)槠渫鈿ぁ㈦姵亍CB等器件的蓄熱效果對內(nèi)置傳感器產(chǎn)生熱輻射效果,從而提升整個溫度記錄儀的熱時間常數(shù)。
所以,在冷鏈應(yīng)用中溫度相對恒定的環(huán)境且對溫度時延性要求不高的環(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)問題無法使用外置形式的溫度記錄儀,也必須考慮對設(shè)備預(yù)先制冷。
溫度傳感器的發(fā)展方向
傳感器在中***的發(fā)展這些年***直處于發(fā)展中狀態(tài)。可以說在1990年,溫度傳感器的市場份額就大大超過了其他傳感器。從伽利略發(fā)明溫度計開始,人們開始利用溫度進(jìn)行測量,不過那時候還沒有真正的叫做溫度傳感器的。真正把溫度變成電信號的傳感器是由德***物理學(xué)***賽貝發(fā)明的,就是后來的熱電偶傳感器也就是溫度傳感器的真正開始。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀(jì)相繼開發(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的***種,在各行各業(yè),尤其是電子電氣、環(huán)境監(jiān)測中具有重要的作用。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)品還需對它們自身的溫度進(jìn)行測量,如計算機(jī)要監(jiān)控CPU的溫度,馬達(dá)控制器要知道功率驅(qū)動IC的溫度等等。溫度是實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要測試的參數(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。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,如今溫度傳感器已經(jīng)越來越便捷,先進(jìn)。能把溫度物理量和濕度物理量,通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計算機(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。我相信這僅僅是個開始,隨著溫度傳感器的應(yīng)用日益廣泛,溫度傳感器定會再創(chuàng)新高