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基于BOA-SVM的冷源系统温度传感器偏差故障检测
1
作者 周璇 闫学成 +1 位作者 闫军威 梁列全 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第5期921-930,共10页
针对当前因温度传感器偏差故障识别率低,严重影响冷源系统节能可靠运行的问题,提出一种基于贝叶斯优化支持向量机BOA-SVM组合优化算法的偏差故障检测方法.该方法融合了贝叶斯优化算法(BOA)和支持向量机(SVM)技术,适用于小样本、非线性... 针对当前因温度传感器偏差故障识别率低,严重影响冷源系统节能可靠运行的问题,提出一种基于贝叶斯优化支持向量机BOA-SVM组合优化算法的偏差故障检测方法.该方法融合了贝叶斯优化算法(BOA)和支持向量机(SVM)技术,适用于小样本、非线性故障数据,同时克服了SVM算法对核函数参数与惩罚因子强敏感性的问题.论文建立了广州市某办公建筑冷源系统Trnsys仿真模型,对室外干球、冷冻供水与冷却进水3种温度传感器不同程度的偏差故障进行模拟.仿真结果表明,与本文提出的其他方法相比,该方法准确率高,泛化能力及鲁棒性强,能够满足冷源系统温度传感器偏差故障的检测需求,保障空调系统的安全、高效与稳定运行. 展开更多
关键词 冷源系统 温度传感器 贝叶斯优化 支持向量机 故障检测 TRNSYS
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基于结点热光效应的点热源非接触式温度传感器
2
作者 刘梅 白鑫 +2 位作者 王嘉诚 周小彤 王志明 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期288-295,共8页
传统点热源温度测量方法包括热电偶、电阻温度计和红外测温等,但它们通常存在体积较大、响应速度较慢或难以实现微小区域精确测量的局限性。为此,设计并开发了一种基于光波导交叉结点和热光效应的温度传感器,实现了对小尺寸点热源的非... 传统点热源温度测量方法包括热电偶、电阻温度计和红外测温等,但它们通常存在体积较大、响应速度较慢或难以实现微小区域精确测量的局限性。为此,设计并开发了一种基于光波导交叉结点和热光效应的温度传感器,实现了对小尺寸点热源的非接触式温度测量。采用3D打印法制备了不同形态的光敏树脂结点,激光照射在结点交叉处,结点将激光分散到其分支结构上;氧化铝陶瓷加热片作为点热源提供小范围恒定温度,利用可调压电源实现对其温度的调节。加热片散发的热量改变结点材料的折射率(即热光效应),从而改变其分支出射光强度,光强的变化通过分支末端的光电二极管实时检测。实验证实了该传感器的温度灵敏特性和线性响应特性。结果表明,该传感器在一定范围温度变化中(330℃~554℃)的测量精度优异,具有良好的稳定性和重复性。在465℃~554℃范围内,传感器具有良好的线性特性,检测灵敏度可达-9.4 mV/℃,传感器的重复性误差δR在1.41%~2.11%之间。该方案提供了一种结构简单、成本低的微纳点热源温度检测新方法,为微型化、高灵敏、非接触式温度传感器的设计提供了新的思路,在医疗保健、激光加工和3D打印等领域的温度监测方面具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 光波导结点 温度传感器 点热源 热光效应 光电二极管
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一种基于Sigma-Delta/Cyclic ADC的温度传感器的设计
3
作者 李潇然 卓恩锐 +2 位作者 张蕾 张思涵 鲍家乐 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期429-436,共8页
基于CMOS 55 nm工艺,设计了一种采用Sigma-Delta/Cyclic混合架构ADC的温度传感器,其由感温模块和Sigma-Delta/Cyclic ADC构成.感温模块采用双极型晶体管(BJT)作为感温器件,并采用电流镜动态元件匹配、斩波等技术来提高感温模块精度.为... 基于CMOS 55 nm工艺,设计了一种采用Sigma-Delta/Cyclic混合架构ADC的温度传感器,其由感温模块和Sigma-Delta/Cyclic ADC构成.感温模块采用双极型晶体管(BJT)作为感温器件,并采用电流镜动态元件匹配、斩波等技术来提高感温模块精度.为实现对感温模块输出信号的精确量化,采用了Sigma-Delta/Cyclic混合架构ADC,由一阶Sigma-Delta ADC量化高位数字码,再由Cyclic ADC量化低位数字码,相比于仅采用一阶Sigma-Delta ADC量化的结构,在同等精度下至少可节省50%的转换时间.仿真结果表明,在2.5 V电源和50 kHz的时钟输入下,温度传感器在30 ms的转换时间内可实现16 bit的测温结果,在-45~125℃的温度范围内能达到最大±0.3℃的测温误差和4 m℃的测温分辨率. 展开更多
关键词 温度传感器 双极型晶体管 Sigma-Delta/Cyclic ADC
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谐波减速器集成式薄膜温度传感器设计与测试
4
作者 曹嘉鋆 沈文强 +2 位作者 王晓东 杨金祎 娄志峰 《光学精密工程》 北大核心 2025年第13期2066-2075,共10页
谐波减速器工作状态下温度数据的实时采集和监控有助于及时对谐波减速器进行故障诊断和性能优化,因此提出一种原位集成于谐波减速器内部的薄膜温度传感器。为降低谐波减速器工作时柔轮应变对温度传感器测温准确性的影响,采用有限元计算... 谐波减速器工作状态下温度数据的实时采集和监控有助于及时对谐波减速器进行故障诊断和性能优化,因此提出一种原位集成于谐波减速器内部的薄膜温度传感器。为降低谐波减速器工作时柔轮应变对温度传感器测温准确性的影响,采用有限元计算方法分析谐波减速器不同工作状态下的应变规律,对薄膜温度传感器进行结构设计降低应变对测温的干扰。基于MEMS工艺制备薄膜温度传感器,对应变影响进行温度补偿,并对传感器的测温性能进行测试。测试结果表明,薄膜温度传感器静态测温精度为±0.30%,动态测温精度为±0.52%。对自制薄膜温度传感器测温性能进行重复实验,在20~120℃温度内,相对于标准温度传感器的标准差为0.072~0.296℃,实现了谐波减速器工作温度信号的实时采集。 展开更多
关键词 温度传感器 谐波减速器 有限元分析 集成式传感器
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基于纳米多孔碳的柔性温度传感器
5
作者 陈学敏 吴洁鑫 +3 位作者 彭华超 詹云凤 唐秀凤 罗坚义 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期122-127,共6页
柔性温度传感器由于其灵活、薄、轻等优点而引起了人们越来越多的兴趣,是柔性电子发展的必然趋势。以纳米多孔碳(NP-C)为温敏材料,采用滴涂法将温敏浆料涂覆在电极上制备出柔性电阻型温度传感器,该传感器的温敏单元大小仅0.1 cm^(2)。... 柔性温度传感器由于其灵活、薄、轻等优点而引起了人们越来越多的兴趣,是柔性电子发展的必然趋势。以纳米多孔碳(NP-C)为温敏材料,采用滴涂法将温敏浆料涂覆在电极上制备出柔性电阻型温度传感器,该传感器的温敏单元大小仅0.1 cm^(2)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和X射线光电子能谱分析对NP-C的形貌、结构和组成进行了表征,并搭建平台对传感器进行温敏性能测试。结果表明:该传感器的测温范围宽达-50~100℃,呈负温度系数,在20~80℃内,传感器的线性度超过0.9907,灵敏度高达0.6112%/℃;80℃时,该传感器的响应/恢复时间仅需10.1 s/16.4 s,且迟滞性小,稳定性良好。该成果在可穿戴电子产品、机器人技术等领域具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 柔性温度传感器 纳米多孔碳 高灵敏度 温敏特性
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高精度温度传感器温漂误差非线性校正方法
6
作者 张晓娟 张婷 樊东燕 《传感技术学报》 北大核心 2025年第5期788-793,共6页
温度传感器的温漂误差会随着温度变化逐渐累积,导致温度测量结果与实际温度之间存在较大的偏差,影响温度传感器测量的准确性。因此,提出一种基于SVM回归校正算法的传感器温漂误差非线性校正方法。建立传感器温度变化函数,求得温漂与其... 温度传感器的温漂误差会随着温度变化逐渐累积,导致温度测量结果与实际温度之间存在较大的偏差,影响温度传感器测量的准确性。因此,提出一种基于SVM回归校正算法的传感器温漂误差非线性校正方法。建立传感器温度变化函数,求得温漂与其他参数间线性和非线性变化关系,由此建立SVM回归校正空间,设定温漂观测序列,按照时间将序列中各个点映射到校正空间中,定义温漂误差的极小目标函数,采用拉格朗日函数将非线性校正问题转化为对偶优化问题,再引入点积核函数进行相应操作,实现误差非线性校正。实验结果表明,校正后的温漂误差校正结果与真实温度拟合度较为接近,且校正后的温漂误差在0.05以内,校正精准度较高,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 温度传感器 非线性校正 回归校正算法 支持向量机 拉格朗日函数 核函数
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NTC温度传感器检定结果的不确定度分析
7
作者 郑德智 屈天驰 +4 位作者 胡纯 那睿 陈经昊 崔飞 杨晓君 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期617-622,共6页
台风内核区温度监测对气象学研究至关重要,准确的温度测量将直接影响台风路径和强度预测。因此,对温度传感器测量结果进行不确定度分析十分重要。针对当前台风内核区环境监测中温度传感器灵敏度低、响应速度慢、环境适应性差等不足,介... 台风内核区温度监测对气象学研究至关重要,准确的温度测量将直接影响台风路径和强度预测。因此,对温度传感器测量结果进行不确定度分析十分重要。针对当前台风内核区环境监测中温度传感器灵敏度低、响应速度慢、环境适应性差等不足,介绍了负温度系数(NTC)热敏电阻的R-T特性,并对温度传感器的检定结果进行了随机误差和系统误差的不确定度分析。结果显示,在高温条件下,该负温度系数传感器最高标准不确定度为0.0140℃,最低为0.0278℃;在低温条件下,最高标准不确定度为0.2376℃,最低为0.2340℃。这表明该负温度系数传感器能够满足对台风内核区环境温度测量的高精度和快响应速度要求,为后续台风探测中温度传感器研发提供了良好的基础。 展开更多
关键词 温度传感器 热敏电阻 不确定度分析 台风探测 负温度系数
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一种基于两步式SAR ADC架构的智能温度传感器
8
作者 曹亦栋 陈雷 +3 位作者 初飞 李建成 张健 李全利 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期603-611,共9页
针对高速接口芯片的局部结温监测问题,设计了一种基于两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的片上智能温度传感器,该传感器可配合上位机实现对全芯片温度的实时监测,并输出数字温度码。电路对横向pnp管的基极-发射极电压进行采样,设计... 针对高速接口芯片的局部结温监测问题,设计了一种基于两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的片上智能温度传感器,该传感器可配合上位机实现对全芯片温度的实时监测,并输出数字温度码。电路对横向pnp管的基极-发射极电压进行采样,设计了温度监测模块进行量化比较。电路采用了两步式SAR ADC进行10 bit数字温度码的转换输出,两步式SAR ADC通过调节电阻阵列实现粗量化,调节比较器输入管阵列进行细量化。电路基于28 nm CMOS工艺设计,模块面积为0.049 mm^(2)。仿真结果表明,27℃、1.8 V电源电压下温度传感器的最大动态功耗为379μW,在10 MHz参考时钟下的输出响应时间为37.1μs。测试结果表明,芯片温度为62.8~124.5℃时温度传感器温度测量的误差为±1.5℃。 展开更多
关键词 高速接口芯片 温度传感器 横向pnp管 温度监测模块 两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)
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温度传感器在配电柜开关设备应用中的优化
9
作者 乐洪添 《农村电工》 2025年第6期47-47,共1页
温度传感器在配电柜中扮演着至关重要的角色,是管理开关设备的关键组件。通过温度传感器的帮助,监控和调节配电柜内部温度,可防止由于过热导致的设备故障。然而,在实际应用中,温度传感器位置的不准确、数据采集分析不足等问题,都可能削... 温度传感器在配电柜中扮演着至关重要的角色,是管理开关设备的关键组件。通过温度传感器的帮助,监控和调节配电柜内部温度,可防止由于过热导致的设备故障。然而,在实际应用中,温度传感器位置的不准确、数据采集分析不足等问题,都可能削弱系统的整体效能。本文根据不同温度传感器的适用范围,对配电柜中温度传感器的布局与安装方式、数据采集与处理算法、智能监控系统各个方面进行优化,以提升其在开关设备中的可靠运行能力,供参考。 展开更多
关键词 配电柜 开关设备 温度传感器
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温度传感器动态响应校准恒温恒速水槽研究
10
作者 郑伟 刘波 王志远 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1257-1261,共5页
动态响应是安全重要场合温度传感器的关键性能,恒温恒速水槽是温度传感器水流环境动态响应校准的核心设备。针对典型环形旋转水槽升温慢的问题,研制了基于精密滑环的电加热环形旋转水槽,开展了温场性能和流场性能测试,并与现有射流旋转... 动态响应是安全重要场合温度传感器的关键性能,恒温恒速水槽是温度传感器水流环境动态响应校准的核心设备。针对典型环形旋转水槽升温慢的问题,研制了基于精密滑环的电加热环形旋转水槽,开展了温场性能和流场性能测试,并与现有射流旋转水槽温度传感器动态响应校准装置的结果进行了比较。结果表明,新研制的基于精密滑环的电加热环形旋转水槽升温时间缩短,温度波动度显著小于温度阶跃量的±1.0%,竖直方向流速均匀度显著优于10%的要求。对铠装热电阻和热电偶时间常数进行了测量,与现有装置测量结果的偏差分别为4.1%和7.5%,满足工程应用要求,为温度传感器动态响应校准提供了良好的恒温恒速环境条件。 展开更多
关键词 温度计量 温度传感器 动态响应 时间常数 恒温恒速水槽
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铂薄膜电阻温度传感器玻璃密封材料的稳定性能研究 被引量：2
11
作者 吴昊 侯彬 +6 位作者 洪嘉旺 王耀成 李志凯 汪伟 杜少杰 李丽 王晓春 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第2期290-299,共10页
针对铂薄膜电阻温度传感器中绝缘封装过程中存在的气密、绝缘等性能问题,研究了两种玻璃与铂薄膜温度传感器氧化铝基底间浸润性、气密性、绝缘性及热循环稳定性等性能,优选性能最佳的玻璃密封材料应用在铂薄膜温度传感器中。研究结果表... 针对铂薄膜电阻温度传感器中绝缘封装过程中存在的气密、绝缘等性能问题,研究了两种玻璃与铂薄膜温度传感器氧化铝基底间浸润性、气密性、绝缘性及热循环稳定性等性能,优选性能最佳的玻璃密封材料应用在铂薄膜温度传感器中。研究结果表明,热稳定性存在差异SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃在800℃~1000℃间与氧化铝基底均具有良好的浸润性。SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃密封材料在800℃、通气压力在20.7 k Pa下的漏气率分别约为0.0073 sccm·cm^(-1)和0.0065 sccm·cm^(-1),绝缘电阻率分别约为21.6×106Ω·cm和31.1×106Ω·cm。此外,在30℃~800℃热循环500次后,两种玻璃表面出现尺寸不一的孔洞,其中,SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO玻璃经历500次热循环后孔洞尺寸由0.13μm增至15.62μm,而SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃孔洞尺寸变化较小,表面形貌较为致密。以上研究结果表明,SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃具有更加优异的密封性能、高温绝缘性能及热循环稳定性,更适合用于铂薄膜电阻温度传感器的封装工艺。 展开更多
关键词 铂薄膜电阻温度传感器 玻璃密封材料 浸润性能 密封性能 绝缘性能 热循环稳定性
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一种基于S型电磁超材料的高温温度传感器设计 被引量：1
12
作者 张春丽 吴倩楠 +2 位作者 翟荣锭 刘雁飞 李孟委 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期389-395,共7页
针对目前超材料温度传感器存在的量程小且灵敏度较低的问题,设计了一种碳氮化硅基的S型超材料的高温传感器。通过CST电磁仿真软件对超材料温度传感器进行模拟仿真,在其他结构参数一定的情况下,对金属条的长度、宽度、厚度、条间隙及基... 针对目前超材料温度传感器存在的量程小且灵敏度较低的问题,设计了一种碳氮化硅基的S型超材料的高温传感器。通过CST电磁仿真软件对超材料温度传感器进行模拟仿真,在其他结构参数一定的情况下,对金属条的长度、宽度、厚度、条间隙及基板厚度等参数进行了设计与优化,确定了传感器结构的最佳尺寸,同时分析了传感器的谐振频率对温度的影响。结果表明,在28℃~1000℃下平均灵敏度可达5.674 MHz/℃。与之前报道的高温传感器相比,灵敏度提高了5倍,这种高灵敏度温度传感器可为航空发动机、武器装备等系统中的高温测试提供一种技术手段。 展开更多
关键词 温度传感器 电磁超材料 碳氮化硅 S型 高温传感器 高灵敏度
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石墨烯基高灵敏柔性温度传感器 被引量：1
13
作者 郭子源 方驰 +2 位作者 范玉宏 杨林璞 刘彩霞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第12期105-108,共4页
针对传统温度监测设备穿戴舒适性差、加工工艺复杂、响应速度与测量精度难以兼容的问题,本文选取聚乙烯醇作为柔性基底,制备石墨烯(Gr)/二氧化钛(TiO_(2))—海藻酸钠温度敏感复合材料导电油墨,采用丝网印刷工艺加工叉指结构银电极并制... 针对传统温度监测设备穿戴舒适性差、加工工艺复杂、响应速度与测量精度难以兼容的问题,本文选取聚乙烯醇作为柔性基底,制备石墨烯(Gr)/二氧化钛(TiO_(2))—海藻酸钠温度敏感复合材料导电油墨,采用丝网印刷工艺加工叉指结构银电极并制作柔性温度传感器。测试结果表明:该传感器在30~80℃温度区间有良好的温度敏感特性,灵敏度为-0.00636℃^(-1),温度响应特性曲线具有良好的线性度,回归系数为0.976,重复特性好,动态响应时长为9~14 s;在37~40℃线性度最好,回归系数为0.998,响应时长约9~10 s,测量精度为0.1℃。制作的柔性温度传感器及其阵列在医疗,体育等领域的实时温度监测具有较大应用潜力。 展开更多
关键词 柔性温度传感器 丝网印刷 石墨烯 二氧化钛 海藻酸钠
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基于熔喷非织造材料的温度传感器制备及其传感性能
14
作者 王楠 孙辉 +2 位作者 于斌 许磊 朱祥祥 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期138-146,共9页
为结合织物的柔软性、舒适度和耐磨性制备低成本、高性能的可穿戴温度传感器,以超声波处理工艺将不同浓度比的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和碳纳米管(CNTs)共同负载在聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)熔喷非织造材料表面,制备... 为结合织物的柔软性、舒适度和耐磨性制备低成本、高性能的可穿戴温度传感器,以超声波处理工艺将不同浓度比的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和碳纳米管(CNTs)共同负载在聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)熔喷非织造材料表面,制备了PEDOT:PSS/CNTs/PBT熔喷非织造材料的温度传感器。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对温度传感器的微观形貌、化学结构进行表征与分析,并对其热稳定性能、传感性能和力学性能进行测试与研究。结果表明,所制备的温度传感器在25~80℃范围内,灵敏度可达-0.71%/℃,响应时间较快(18 s),线性度较好(R^(2)=0.99),迟滞度低至4.98%,具有良好的重复使用性及长期稳定性,并且在37~38℃的温度范围内感应精度可达0.1℃。所制备的温度传感器能够对环境温度和人体表面温度进行实时稳定监测,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 聚(3 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸 聚苯二甲酸丁二酯 熔喷非织造材料 碳纳米管 温度传感器
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铂膜电阻温度传感器耐高温结构设计与性能验证 被引量：3
15
作者 杨永超 刘成利 +4 位作者 王大兴 傅巍 高云鹏 皮倩倩 李涛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期99-102,110,共5页
针对铂(Pt)膜电阻温度传感器难以实现850℃高温环境长期稳定测量问题。采用磁控溅射法在996氧化铝(Al_(2)O_(3))陶瓷衬底沉积Pt膜温度敏感层,通过对Pt膜进行热处理、耐高温表面防护结构提升其耐高温性能,采用阻值修调技术控制传感器阻... 针对铂(Pt)膜电阻温度传感器难以实现850℃高温环境长期稳定测量问题。采用磁控溅射法在996氧化铝(Al_(2)O_(3))陶瓷衬底沉积Pt膜温度敏感层,通过对Pt膜进行热处理、耐高温表面防护结构提升其耐高温性能,采用阻值修调技术控制传感器阻值精度,结合微机电系统(MEMS)与厚膜工艺技术制备Pt膜电阻温度传感器。结果表明:Pt膜电阻温度传感器电阻温度系数(TCR)为(3851±3)×10^(-6)℃;0℃电阻值控制在199.92~200.06Ω范围内;传感器从室温阶跃至850℃热响应时间(τ_(90))为15.1 s;传感器经100次室温至850℃温度冲击后输出稳定;经850℃环境1000 h寿命考核,传感器0℃阻值漂移量小于0.5%。制备的Pt膜电阻温度传感器可长期保持850℃高温环境稳定测量,该温度传感器广泛应用于汽车尾气排放、发动机健康监测等高温测量领域。 展开更多
关键词 铂膜 温度传感器 电阻温度系数 高温性能
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发射率对红外温度传感器测量精度的算法补偿研究 被引量：2
16
作者 魏绍亮 邱孟庆 程奉玉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期39-41,共3页
在实际的工况环境下,红外温度传感器所设置的材料发射率不同将会使得红外温度测量结果产生偏差,影响铝板材的板形质量。针对这一问题,本文构建了一种基于不同发射率作用下的温度补偿模型,修正待测物体在不同发射率下的温度测量值。结果... 在实际的工况环境下,红外温度传感器所设置的材料发射率不同将会使得红外温度测量结果产生偏差,影响铝板材的板形质量。针对这一问题,本文构建了一种基于不同发射率作用下的温度补偿模型,修正待测物体在不同发射率下的温度测量值。结果表明:该补偿模型能有效降低发射率数值偏离对于轧辊红外温度测量结果的误差影响,温度误差值控制在1℃以内,对于提高红外温度传感器的测温精度有着重要意义。 展开更多
关键词 发射率 红外温度传感器 测量精度 算法补偿
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基于荧光强度比的毛细管液芯光纤温度传感器
17
作者 张烨禹 刘婷 +2 位作者 黄建伟 黄学智 陈明杰 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期528-537,共10页
针对现有光纤荧光温度传感探头制备复杂的问题,本文提出了一种制备简单、成本低廉且性能优异的基于毛细管液芯的光纤荧光温度传感器。首先将对温度敏感的罗丹明B和对温度不敏感的罗丹明123的混合溶液作为温敏材料封装在不锈钢毛细管中... 针对现有光纤荧光温度传感探头制备复杂的问题,本文提出了一种制备简单、成本低廉且性能优异的基于毛细管液芯的光纤荧光温度传感器。首先将对温度敏感的罗丹明B和对温度不敏感的罗丹明123的混合溶液作为温敏材料封装在不锈钢毛细管中制备成传感探头,利用两者荧光发射峰强度的比值进行温度传感。之后对传感探头中混合溶液的浓度和毛细管的结构参数进行了优化,并对传感器的性能进行了测试,最终将其应用于实际生活温度检测中。实验结果表明:该传感器的温度响应范围为30~70℃,荧光强度比与温度之间呈二次相关,拟合相关系数高达0.9984,且具有很好的准确性、重复性和稳定性,使用时间可达3个月以上,能很好地应用于对日常生活中温度的检测。该光纤荧光温度传感器在实时监测和远端探测方面具有很大的潜力。 展开更多
关键词 光纤 温度传感器 荧光强度比 罗丹明
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基于增强型谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量：1
18
作者 林子曦 李雨婷 +2 位作者 杨玉强 李依潼 张钰颖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2344-2354,共11页
提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数... 提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应,实现增强型谐波游标效应。实验结果表明,增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度,分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍,增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍,但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大,因此,增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时,稳定性能好、制备成本低,具有非常好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 萨格奈克干涉计 增强型游标效应 谐波游标效应 温度传感器
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飞秒激光加工光纤法布里-珀罗温度传感器微槽实验研究(特邀)
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作者 尹泽坤 陈伟康 +1 位作者 谢合瑞 崔健磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期91-101,共11页
光纤温度传感器相较于传统光学功能器件具有损耗小、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀等优点,其中的光纤法布里-珀罗传感器更因其结构简单紧凑、稳定性好、易于制造受到广泛关注。光纤法布里-珀罗传感器功能结构的传统加工工艺存在工艺复杂、... 光纤温度传感器相较于传统光学功能器件具有损耗小、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀等优点,其中的光纤法布里-珀罗传感器更因其结构简单紧凑、稳定性好、易于制造受到广泛关注。光纤法布里-珀罗传感器功能结构的传统加工工艺存在工艺复杂、加工效率低下、热影响区严重等问题。光纤作为纤细透明的脆性材料,激光作为非接触的加工方式和微米尺度的聚焦光斑可以有效避免机械性破坏同时可以实现多样性的加工,已经广泛应用于光纤温度传感器的加工。目前,激光加工依然存在纤芯区域粗糙度高、平行度低、加工质量较差等难题。为了确保激光加工的法布里-珀罗腔能够满足传感性能要求,文中进行了飞秒激光加工法布里-珀罗腔的工艺实验研究,得到了不同激光参数、扫描路径对加工法布里-珀罗空气腔的影响规律,发现采用往复式扫描方式并在激光功率选用10 mW、扫描速度100μm/s、扫描间隔4μm、扫描分五次逐次向下进给5μm的工艺参数组合后,可以加工出两反射面接近平行(87.95°),侧壁光滑、面粗糙度稳定在2~4μm的良好形貌法布里-珀罗腔。加工了5种不同腔长的光纤中,腔长为80μm的传感器性能最优为21.07 pm/℃。将腔长为80μm的传感器封装在3种金属管中进行测试,结果证明激光加工光纤法布里-珀罗温度传感器的质量得到了进一步优化,性能进一步提升。但不同的封装材料会较大影响传感器的探测效果,结果发现封装材料的热膨胀系数越大,温度传感器的响应特性越好。 展开更多
关键词 飞秒激光 微槽加工 单模石英光纤 法布里-珀罗腔 温度传感器
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基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器设计
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作者 谢宇浩 吕丝旭 张志强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1109-1113,共5页
提出了一种基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器,避免了使用特殊的滤光片进行封装,从而降低了传感器的体积。在设计上,采用超材料吸波结构将待测目标辐射的红外光选择性吸收,并将光能转化为热。通过利用时域有限差分方法研究... 提出了一种基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器,避免了使用特殊的滤光片进行封装,从而降低了传感器的体积。在设计上,采用超材料吸波结构将待测目标辐射的红外光选择性吸收,并将光能转化为热。通过利用时域有限差分方法研究了超材料吸波结构的结构参数与红外吸收光谱和吸收率之间的关系,并优化出用于检测人体红外辐射的超材料吸波结构尺寸。结果表明,当红外光波长范围为9.5μm~10.5μm时,该传感器的红外吸收率优于0.38,其中在波长为9.989μm处出现红外吸收峰,其最大吸收值为0.997。由超材料吸波结构产生的热量传递到其下方的热电堆,通过多物理场仿真可得热电堆的热端和冷端的温差为0.046 K,进而转化为输出电压,从而验证了整体设计的有效性。 展开更多
关键词 红外温度传感器 超材料吸波结构 热电堆 MEMS
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