当前位置: 首页 > 专利查询>叶小舟专利>正文

一种非接触式测温方法技术

技术编号:6865258 阅读:630 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种非接触式测温方法,具体的讲是利用铁(亚铁)磁体的磁导率的温度特性,配合励磁线圈和磁电信号转换元件,并结合控制电路,实现对被加热物体的非接触测温。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,具体的讲是利用铁(亚铁)磁体的磁导率温度特性,实现非接触测温。
技术介绍
通常,炸制食品的油温约160_170°C,如果要炸透食物,油温约190°C左右,经验表明,当油温在50-90°C,会有少量气泡,油面平静;当在90-120°C,气泡消失,油面平静; 120-170°C时,油温急剧上升,油面依旧平静;到170-210°C,有少量青烟,油表面有少许小波纹;一旦到210-250°C,将形成大量含有丙烯醛的青烟,还产生油脂的热聚合物、多环芳烃等多种毒物,因此,用油烹饪的过程中的控温是必要的,优选将油温控制在180°C左右。现有技术中,电饭煲是另一种温度控制的典型例子,但是,电饭煲在做米饭的温度控制方式,和上述油温控制有着很大的不同,因为,米饭的温度控制只要一点即可,即,控制在103士2°C,即可实现煮饭以及保温。特开平10-125453公开了一种电磁感应加热烹饪器用的被加热烹饪器,在该文献中,感温不锈钢是具有居里温度的材料。所以,由于居里温度的作用,其磁性会由强磁性体向顺磁性体变化,当超过居里温度时,由于磁性金属材料会丧失磁性,导磁率变低,发热体的发热量以居里温度为边界发生很大的变化,其结果便是能够使用居里温度进行温度控制,例如,使用居里温度为220°C的感温不锈钢控温时,在任何条件下,油的温度也不会超过 220 °C。CN1887150中公开了一种能发出反映温度变化的磁信号的电磁锅,包括锅体,在锅体底部固定至少一块感温磁钢作为温度信号发生元件,可以根据感温磁钢达到的居里温度而向电磁灶发出一个失去铁磁性信号,在电磁灶同时有一磁感应元件的情况下,使电磁灶根据感应到的信号来进行温度控制程序的转换,改变了现有技术电磁灶必须人工控温的状况,拓宽电磁灶和电磁锅的用途。上述现有技术其实利用的仅仅是材料的居里点前后物质磁性的突变,即通过所述居里点可以控制一个温度点。如何实现一个更宽的温度范围且连续的非接触式控温,本专利技术的研究人员在 CN1013079M作出了有益的尝试,该文献公开了了一种设有磁感应测温装置的电磁炉,在所述的电磁炉台板下方靠近加热线圈的位置还设置有测温感应线圈,用于将电磁炉台板上方的磁性感温元件在设定的温度点上产生的磁信号转换为电信号并输出,并在电磁炉控制电路中增设测温电路,该测温电路主要由测温感应线圈和电信号判别电路构成。但是,该案没有对其控制原理进行说明,进一步的研究认为,该技术方案需要在一系列特定的条件下才能够实现。如何实现一个更宽的温度范围且连续的非接触式控温,并从原理以及机理上加以说明,现有技术没有给出任何启示,有鉴于此,特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供。本专利技术的目的可以通过以下方式得以实现,包括一个需要测温的部件,在所述的需要测温的部件接触部位设置至少一个磁性感温元件;一个励磁线圈;一个磁电信号转换元件,和控制电路; 其特征在于所述的制备磁性感温元件铁磁体或亚铁磁体,在工作温度范围内,具有连续下降的μ_Τ曲线,所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角β,所述的夹角β为钝角;或具有连续上升的μ-T曲线,所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角α,所述的夹角α为锐角;然后在励磁线圈上施加一个交变电场,励磁线圈工作时,在磁电信号转换元件中产生一个基本电信号,同时对磁性感温元件进行励磁,当被测物体温度变化时, 磁性感温元件的磁感应强度发生变化,所述的变化反映在磁电信号转换元件中就产生了相应温度的电信号,通过信号判别电路,以及控制电路可实现非接触式测温。上述的β角的范围在100-170度,优选在110-160度,更加优选的是110-140度; 或,所述的α角的范围在10-80度,优选在15-75度,更加优选的是25-70度;以及,所述的工作温度是指室温至250°C,优选30-220°C,更加优选50-200°C。所述的铁磁体、亚铁磁体是指铁、镍、钴、钆、镝的任何一种以及它们组合的合金, 以及铁氧体。对应不同的频率或功率,预置多个μ "Τ曲线,测温时采用的比较对象和预置的等同或者最为接近的μ-T曲线进行换算。本专利技术所述的控制电路包括电源电路、输出控制电路、电流检测电路、温度保护电路、输出调节电路、显示电路和保护电路等,还包括测温电路,所述的测温电路包括测磁电信号转换元件和电信号判别电路,磁电信号转换元件与电信号判别电路相连,电信号判别电路再与输出控制电路连接。本专利技术所述的磁电信号转换元件包括电磁感应线圈、霍尔线圈以及霍尔芯片,或者他们的组合。在易于实现的情形下,可以将被加热物体的尺寸、形状和质量,以及磁性感温元件尺寸、形状和质量,以及磁电信号转换元件之间的参数是相对固定的;或者,采用的被加热物体尺寸、形状和质量对励磁线圈、磁性感温元件、磁电信号转换元件很小的影响。根据需要,可以对磁电信号转换元件进行部分屏蔽;所述的励磁线圈可以兼做被加热物体的加热线圈,所述的磁性感温元件固定在被测温的部件上并互相接触形成良好的导热。更加具体的描述如下,正如前述,铁磁体、亚铁磁体或铁氧体的磁导率(或磁感应强度、磁化强度)与温度等参数有着非常复杂关系,它们受频率、温度、居里点前后的磁特性变换等因素的影响,具体可参见下面引用的现有技术的公开内容。《功能材料》增刊2001第10期公开了了一种"F^3Nb6B11合金磁导率随温度的变化”的研究文章,从该文献可以看出,所述合金磁导率与温度形成复杂的关系,甚至,在不同的条件下,它们的关系系数具有完全不同的趋势,参见附图1 (a)。"Fe-Cu-Nb-Si-B合金磁导率与温度关系”(物理学报,1997年10月第10期)公开指出,最具有代表性的!^e73.{!^!^、.典合金在不同的退火温度下体现了迥然不同的Ui-T曲线,并进一步指出,μ ^逭!"的变化主要是由Ms,K及Xs的变化引起的。参见附图 1(b)。周期性对称变化的交流磁化过程中磁感应强度也周期性对称地变化,其磁滞回线表现为动态特性,如果磁化场的振幅不变情况而提高频率,则磁滞回线逐渐变为椭圆形,可以看出,外界磁场强度的变化以及外界磁场的频率对铁磁体的动态特性有很大的影响。图2(a)是典型的磁化曲线(B-H曲线),铁磁体的共同磁化特点是随着H的增加, 开始时B缓慢的增加,此时μ较小;而后便随H的增加B急剧增大,μ也迅速增加;最后随 H增加,B趋向于饱和,而此时的μ值在到达最大值后又急剧减小(磁导率随磁场强度增加而升高,当外加磁场强度超过某限值,磁导率急剧下降称为磁饱和,材料失去磁屏蔽,磁导率越高越易饱和),该附图也表明了磁导率μ是磁场H的函数。图2(b)中可看到,磁导率μ还是温度的函数,当温度升高到某个值时,铁磁体由铁磁状态转变成顺磁状态,在曲线突变点所对应的温度就是居里温度Τ。;Weiss的内场理论(参见图3)指出,内场(分子场)的大小与磁化强度M成正比, 在温度很低时,Ms随T变化很小,铁磁体(参见图3(a))内部存在自发的磁化强度,当温度越低自发磁化强度越大.同时,铁磁体的磁化率是特别大的正数,在某个临界温度Τ。以下, 即使没有外加磁场,材料中也会产生自发的磁化强度。当温度逐渐上升时,热运动的无序作用逐渐加强,自发磁化强度Ms逐渐减小,当温度达到Tc(居里温度点)时,自发磁化强本文档来自技高网
...

【技术保护点】
信号转换元件中产生一个基本电信号,同时对磁性感温元件进行励磁,当被测物体温度变化时,磁性感温元件的磁感应强度发生变化,所述的变化反映在磁电信号转换元件中就产生了相应温度的电信号,通过信号判别电路,以及控制电路可实现非接触式测温。有连续下降的μ-T曲线,所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角β,所述的夹角β为钝角;或具有连续上升的μ-T曲线,所述曲线的任一点的切线与横向的T轴具有夹角α,所述的夹角α为锐角;然后在励磁线圈上施加一个交变电场,励磁线圈工作时,在磁电1.一种非接触式测温方法,在所述的方法中,包括一个需要测温的部件,在所述的需要测温的部件接触部位设置至少一个磁性感温元件;一个励磁线圈;一个磁电信号转换元件,和控制电路;其特征在于所述的制备磁性感温元件铁磁体或亚铁磁体,在工作温度范围内,具

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:叶小舟彭霭钳刘劲旋林卫文武炜
申请(专利权)人:叶小舟林卫文
类型:发明
国别省市:44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1