红外热电堆滚筒温度测量仪的设计

　　0前言

　　在煤矿井下有瓦斯、煤尘等爆炸性危险的输送带巷内，带式输送机的运行状态按照煤矿安全工作要求是要被监控的，它包括输送带的速度、跑偏、一氧化碳浓度、烟雾浓度、堆煤、机头满仓以及主动滚筒的温度等参数，其中前面的几个参数的监测在管理规范的矿井运用的都比较好，而且有成熟的产品，而主动滚筒的温度监测则是尽量避免瓦斯、煤尘等　　爆炸危险的主要措施之一，但滚筒的温度测量由于滚筒是个转动的机构，而且带式输送机在运动的过程中输送带一直压着滚筒在运动，从而造成现场安装条件的限制，致使目前在煤矿现场很少使用。

　　针对上述问题，河北省邢台矿业集团金牛电控设备厂采用一种非接触式的温度传感器来替代传统的接触式温度传感器，使某些不能用接触式场合的温度测量成为可能。

　　1温度传感器的选择

　　任何一个测量系统的最关键技术是传感器的问题，本课题也不例外。作为一般的温度测量，温度传感器从使用上大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测对象接触，如常用的热电阻、热电偶以及近年来业界推出的数字温度传感器等;后者是使温度传感器与待测对象离开一定距离，如常用的热释电红外传感器。根据本课题的技术要求，要测量带式输送机滚筒的表面温度，而滚筒在生产过程中是连续转动的机械部件，因此根据它的工作特点只能采用非接触式温度传感器进行，目前较为常用的方法有电磁感　　应式、热电阻式、热释电式几种传感器。

　　经过分析对比和查询目前较为先进的测温技　术，采用红外薄膜热电堆测温技术，能够很好地解决以上问题。

　　红外薄膜热电堆测温技术的基本原理是:当2种金属构成一个回路时，如果结合处的温度不一样时，在这个回路中由于产生“塞贝克”效应，就会产生电子的定向移动，构成回路中的电流，此时产生的电势就是“塞贝克”热电势，也就是测温热电偶的工作原理。薄膜热电堆就是有多个薄膜热电偶串联而成的，每对热电偶是由2种不同的金属材料在真空条件下，经过掩膜蒸发而成:.同热电偶一样，必须保持2个结面有一定的温差，即热电堆的热结(作用结)和冷结(参考结)保持一定的温差，才能在电堆两端产生热电势。

　　热电堆的热结是蒸镀在基底沟槽上面的绝缘薄膜上，热结的表面进行黑化处理。根据基尔霍夫定律，理论黑体吸收红外辐射的吸收系数a=1，热结表面经黑化处理后，能较大限度地提高吸收系数，a = 0.96接近或高于磨砂玻璃。而冷结与金属基底紧密接触，金属基底的热容很大，导热性很好，热扩散性很好，能很快达到与周围的环境温度平衡。