大面积温场温度监测用热敏电缆(电阻型)的研究

　　一、引言

　　在某些场合，需要对一个较大区域温场的温度变化进行监测，例如化工厂的造气炉炉体外表面的温度监测。造气炉在工作时炉内温度高达1300℃，炉 衬在长期使用过程中可能发生损坏，若不及时发现并采取措施就会发生爆炸事故。通过监测整个炉体外表面的温度，就可预报和预防这类事故的发生。

　　国外早在50年代就研制成功了用于大面积温度监测的热敏电缆。目前热敏电缆已广泛应用于燃煤处理、石油化工、食品、电力、仓储、印刷等众多行 业。热敏电缆一般有两根平行于其长度方向的电极，电缆内填充有对温度敏感的半导体氧化物陶瓷材料。若热敏电缆的两根电极为不同材料且它们之间能产生反映温 度的热电势，则我们称之为热电偶型热敏电缆;若热敏电缆的两根电极为相同材料，则我们称之为电阻型热敏电缆。本文研究的为电阻型热敏电缆(以下简称为热敏 电缆)。电阻型热敏龟缆是通过氧化物陶瓷材料的电阻值变化来反睐退度的，其电阻疼与温度的关系大致满足为 电阻，T为绝对温度，八尹分别为常数)。通过侧量热敏电缆的电阻，就可得到电缆沿线的平均温度，若把热敏电缆排布在一个平面或曲面上，其电阻值就可反映平 面或曲面上的平均温度，“八五”期间，我们对电阻型热敏电缆进行了研究‘我们所研制热敏电缆如图1所示。本课题的难点在于获得较大高退电阻值和良好稳定 性。本文除对性能参数进行了进一步研究和调整外，还较全画地考察了元件的性能。

　　从实验数据可看出研制的热敏电缆具有合适的电阻值和良好的稳定性。

　　二、元件制备与性能测试

　　1.元件的制备

　　我们采用的温度敏感材料为Fe一AI—Mn系氧化物陶瓷。将一定比例的FeZO3、A1203、MnZO，混合，经预烧和烧结制成具有负电阻退 度系数的热敏陶瓷。制好的陶瓷材料填人合金管中，并装配两根电极，在拉丝设备上进行拉拔减径至所需的尺寸。为了利于加工和控制性能，拉拔过程中可进行热处 理。

　　在拉制好的电缆两端制作可相互联接的接头。经一定时间老化和性能测试后就可作为成品元件。制作的热敏电缆结构如图所示。

　　2.性能测试

　　性能溅试在SX2一12一10型箱式实验电炉中进行，用热电偶和铂电阻监测炉内温度。热敏电缆的电阻值及热电偶的电势值用HG1942A型宽带电阻/电压表侧量、铂电阻的电阻值用QJ18a型测沮双臂电桥测量。

　　三、实验结果与讨论

　　1.电阻—温度关系(R一T关系)