发动机温度测量

《热动测试技术》－实验项目发动机温度测量1、实验目的：学习发动机温度参数（冷却液温度、机油温度、排气温度）和表面温度场的测量方法；学习了解发动机温度测量的相关仪器设备；测定发动机两个工况的相关温度参数和表面温度场。2、实验仪器设备：发动机台架实验平台；温度参数测量：热电偶和热电阻传感器及相应的二次仪表；表面温度场测量：红外热像仪，型号：SAT-HY6800，生产厂家：广州飒特电力红外技术有限公司。3、实验仪器设备原理：3.1温度测量仪器（温度计）的分类接触式膨胀式压力式、双金属、水银、有机液体热电阻式铂电阻、铜电阻、铹铁电阻、锗电阻、镍电阻、碳电阻、热敏电阻热电偶式铜－康铜、铂铹－铂、镍烙－考铜、镍烙－镍硅非接触式辐射式全辐射、单色光学、比色光学、红外3.2热电阻原理：热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。特点：可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好。但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。分类分度号名称测量范围Pt10铂电阻（WZP）-200～850Pt50Pt100Pt1000Cu50铜电阻（WZC）-50～150Cu100Ni100镍电阻（WZN）-60～180Ni300Ni500,Ni10003.3热电偶原理：基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。特点：测温范围宽，性能比较稳定，结构简单，动态响应好，能够远传电信号，便于自动控制和集中控制。分类分度号热电极材料测量范围正极负极S铂铑10纯铂0～1400R铂铑13纯铂0～1400B铂铑30铂铑60～1600K镍铬镍硅0～1000N镍铬硅镍硅0～1300E镍铬铜镍0～800T纯铜铜镍0～300J铁铜镍0～7503.4热像分析仪红外线基础1800年，英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线，红外线位于红色光的外侧，是一种电磁波，具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之辐射的能量愈小。温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。红外线波长在0.75～1000μm，按波长范围可分为近红外（0.75～3μm）、中红外（3～6μm）、远红外（6～15μm）、极远红外（15～1000μm），在电磁波连续频谱中的位置处于无线电波和可见光之间的区域。原理：红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（目前已被先进焦平面技术取代）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上。红外热像仪一般分为光机扫描成像系统和非扫描成像系统两种。红外热像仪原理图光学成像扫描系统光学成像物镜被测目标放大处理红外探测器监视器信号处理转换制冷剂光电转换:功率信号→电信号电信号→视频信号焦平面技术光机扫描成像系统——采用单元或多元光电导或光伏红外探测器，从左到右，从上到下对目标依次扫描探测，将目标分成一个个像元，并将分解的被测物体的热像性质、程度和位置的像元一次摄入，在小于0.2s的时间内转换成不同明亮的、连续逼真的图像，送人红外探测器。用单元探测器时速度慢(主要是帧幅响应的时间不够快)，多元阵列探测器可以做成高速实时热成像。图红外热像仪原理图非扫描成像的热像仪——焦平面热成像。这是新一代热成像装置。焦平面热成像的探测器是由单片集成电路组成，被测目标的整个视野，被聚焦在成万个性能可靠的全电子化的焦平面集成电路上。从而克服了机械扫描的复杂性和不可靠性，并且图像更加清晰，使用更加方便，仪器非常小巧轻便(因为不需要制冷)。同时，它还是具有自动调焦、图像冻结、连续放大、点温、线温、等温和语音注释图像功能等功能。其仪器可以用pc卡，存储容量很大。图红外热像仪原理图红外探测器——是红外辐射能量转换器，进行光电转换，产生与目标变化相对应的信号电流，送入电子放大系统处理、放大。图红外热像仪原理图信号处理与转换——将目标和电信号转换为标准的视频信号或可记录信号。图红外热像仪原理图显示记录——将被测目标的信号显示出来，显示有黑白和彩色。需要说明的是色彩并不是被测目标的自然色彩。因为红外辐射是看不见的热线，所谓色彩是热像图中同一信号电平的模拟，是采用了等密度分层的“伪色彩”处理。测得的热像图与物体表面的热分布场相对应，实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图。由于信号较弱，与可见光图像相比，缺少层次和立体感，因此在实际应用过程中为更有效判断被测目标的红外热分布场，常采用一些辅助措施，如：图像亮度和对比度的控制，色彩校正，伪色彩描绘，来增加仪器的实用功能。用途：军用（夜视仪）、医用（非接触体温测量）、电力（设备和线路的检测）、消防（隐蔽火源的发现、火灾现场的搜救）。4、实验方法和步骤运行发动机台架实验平台，对发动机进行预热，使发动机的工作状态达到要求。打开热像仪，等待机器的初始化和数据加载的完成。调整测功机，使发动机在低速和低负荷工况运行。测量发动机的冷却液温度、机油温度和排气温度，并记录；使用热像仪测量发动机缸体和排气管的红外热像图，并储存。调整测功机，使发动机在中速和中负荷工况运行。测量发动机的冷却液温度、机油温度和排气温度，并记录；使用热像仪测量发动机缸体和排气管的红外热像图，并储存。关闭发动机。回放存储的红外热像图，分析实验结果