温度计的原理范文1
Abstract : In this paper ，the principle and basic design of laser2diode’s temperature control were described. With the PID circuit ， the surround temperature accuracy could be controlled within ±0. 5 ℃。The threshold current decreased and the output power increased apparently with good linear.
引
言
我们所述的医用半导体激光器为单量子阱半导体激光器，输出810 ±4nm 的红外光。经扩束的半导体激光束能穿过真皮到达皮下组织十几毫米深处，与传统毫针的进针深度类似，因此，是很好的激光针。与其他激光针灸相比，半导体激光器的优势在于它的体积小，驱动电源简单，光电转换效率大于25 %。激光热作用及生物刺激作用是主要的生物效应，其机理是激光作用于穴位点，组织分子吸收光子能量后，其振动和转动加剧，在宏观上表现为受照射的局部组织逐渐变热，皮温升高。同时，适当剂量的激光作用于穴位点，作为回答性反应，在分子水平上是调整蛋白质和核酸的合成，影响DNA 的复制，调节酶的功能，在细胞水平上是动员代偿、营养、修复、免疫和其它防御机制来消除病理过程。从穴位临床应用的最浅进针记录可以看到，大约52 %的主穴和75 %的备用穴在1215mm 深以内，半导体激光器发出的激光能有效地达到这些穴位;有大约3815 %的主穴和1313 %的备用穴在25mm 深处，能微弱地感受到激光的刺激作用[1 ] 。
一、半导体激光器的工作特性
半导体激光器的工作物质为PN 结，特点是极易受温度的影响，阈值电流和功率稳定性对温度敏感。其原因主要是温度对有源层增益系数的影响。即随着温度的增加，需要有更多的载流子注入来维持所需的粒子数反转[2 ] 。
1. 温度对阈值电流密度的影响由式:
J th ( T) = J th ( Tr) exp [ ( T - Tr) / T0 ] (1)给出。T 为半导体激光器的工作温度， Tr 为室温， J th ( T) 为工作温度下的阈值电流密度， J th( Tr) 为室温下的阈值电流密度， T0 是表征半导体激光器温度稳定性的特征温度，它与激光器所使用的材料及结构有关，其数值在130～160 ℃之间。
2. 温度的变化也影响半导体激光器的发射波长，
λ = 2 nL / m (2)
式中， n 为折射率， m 是模数，波长λ随折射率n 和腔长L 而变化。对于那些导带底到价带顶的跃迁产生的激光辐射(即光子能量接近于能隙) ，温度的变化会给折射率n 和长度L 较大程度的影响。波长λ对T 微分，这里，折射率是温度和波长的函数[3 ] ，即:
( 1/λ) (dλ/ d T) = (1/ n) (5 n/ 5λ) T (dλ/ d T) + (1/ n) (5 n/ 5 T)λ + (1/ L ) (d L / d T) (3)
最后一项线性膨胀(1/ L ) (d L / d T) ≈10 - 6 ，可以忽略，得:
(1/λ) (dλ/ d T) = (1/ n) (5 n/ 5 T) λ[1 - (λ/ n) (d n/ dλ) T ] - 1 (4)
为了写成较容易测量的形式，将(2) 式写成mλ= 2 nL ，再对λ微分，得λ(d m/ dλ) + m = 2 L (d n/ dλ) (5)
对于单模间隔dλ～Δλ，d m = - 1 ，得
[1 - (λ/ n) (d n/ dλ) T ] = [1/ (2 nL ) ] (λ2/Δλ) (6)
综合(4) ， (6) 式得(5 n/ 5 T) λ = [1/ (2 L ) ] (λ2/Δλ) [ (1/λ) (dλ/ d T) ] (7)
Fig. 1 Wavelongth2temperature curve
由此很容易看出折射率对温度的依赖关系以及对波长的影响。实验测得，当温度升高时，自发发射峰向长波长方向移动。
如图1 所示。
3.激光器输出功率、寿命也受温度的影响。激光器在阈值以上连续输出功率下工作，对可靠性有极高的要求。半导体激光器的工作电流密度高，因此半导体激光器的可靠性很大程度上取决于激光器的散热条件。低的阈值电流密度固然是异质结激光器在室温下连续工作所必需的，但还要求激光器有尽可能小的温升。我们假设忽略激光器所发射的光功率，而认为加在激光器上的电功率全部转变为热。用这种假设所估计的温升比实际器件大一些，但不会造成很大的差别。器件所耗散的电功率为P = ( IV + I2 rs) (8)
I 为加于激光器上的电流， V 为结区电压降， rs 为串联电阻，平衡时结区温升为ΔΤ = r T ( IV + I2 rs) = r TP (9)
r T 为器件的热阻，单位是K/ W 或℃/ W。连续工作时，对rs 和r T 的要求更苛刻。直流工作时激光器结区工作温度为T = Ts +Δ T = Ts + ( VJ + RsJ2) R T (10)
式中， Ts 为初始温度， J 为电流密度， Rs 为总的串联电阻， R T 为总热阻。设S 为强区的面积，则Rs = rsS ， R T = r TS ，要求Rs < 1 ×10 - 5Ω·cm2 。降低结区温度来稳定激光器的输出功率，这一点非常重要。
二、温控原理及实验装置
由以上分析可知，无论是输出功率还是阈值电流或波长都与温度有密切的关系，仅用直流风机及散热器驱散热量是不能很好地控制工作温度的。对半导体激光器还必须采取合理的致冷措施和控制以维持激光器在恒定温度下工作，这是保证激光器工作的稳定性和可靠性的最重要的措施。
温度控制电路框图如图2 所示。用AD590作温度传感元件(图中黑色小块) 。当工作区域温度升高时，AD590 输出与温度相关的电流量，通过I2U 转换电路，被转换成相应电压量，接到PID调节电路的输入端[4 ] ，放大后的电压量接到互补推挽功率级上，用来驱动珀尔帖元件。珀尔帖元件装在散热器上，是转移热量的热电半导体器件。
Fig. 2 Temperature control principle
Fig. 3 a —Single point rectify circuit b —Rectify the error
1.IC 温度传感器 AD590 的电流温度灵敏度是1μA/ K，在整个工作温度范围内非线性误差小于±015 ℃。但是封装后的传感器的灵敏度可能偏离1μA/ K，采用单点校正电路对传感器校正[5 ] 。如图3 所示，在一定温度下，调节电位器W使电阻上的输出V 0 的毫伏数刚好等于绝对温度值，这时，输出电压V 0 的灵敏度为1mV/ K，校正大大减小了误差，同时也减小了误差对温度的依赖。
Fig. 4 PID regulate circuit
2.PID 调节电路 图4 为调节电路简图， a 输入端接I2U 转换器输出， b 端接限流电路， c端接至功放电路，控制珀尔帖元件的输出。PID 相当于一个放大倍数可调的放大器，用比例运算和积分运算来提高调节精度，用微分运算加速过渡过程，较好地解决了调节速度与精度的矛盾。
3. 珀尔帖元件散热器 珀尔帖元件装在散热器上，散热器必须将所有功耗排到周围空气中去。致冷却器效率[6 ] ε = Qa/ P = ( Qp - Qj/ 2 - Qk) / P (11)式中， Qa 为致冷功率， P 是半导体激光器消耗的总功率， Qp 是致冷器中产生的珀尔帖热， Qj为电路中的焦耳热， Qk 是沿两个电极从激光二极管到珀尔帖的传导热，它们的值与电流I 两电极截面有关，选择最佳电流和最佳截面，可使致冷效率达到最大值。
三、实 验 结 果
为对比增设温度控制回路前后的情况，进行两组实验， 环境温度为22 ℃。
由图5和附表可得出以下结论:
Table Compare the output parameter
Fig. 5 Compared the output a —no temperature control b —with temperature control
1. 未经温度控制反馈回路的调节，半导体激光器温度随着输出功率的增加，上升至31 ℃，输出功率到0135W 左右就趋于饱和;
2.增设控制回路后温度控制精度达±0. 5 ℃，阈值电流有所降低，最大输出功率明显上升，并且线性较好。微分量子效率达0179W/ A。
四、结 束 语
另外，还有几点有待改进:11 增加激光二极管的启动瞬时态保护电路;21 若用运放构成的窗式比较器及L ED 显示有助于直观地了解温控情况;31 提高恒流源的质量，应使直流纹波小于10 - 4 。用石英光导纤维传输激光，准确地将激光作用于穴位上，起到针灸的作用;还可将激光作用于体表或腔体的病灶处，作理疗辐射治疗。
参考文献
1 李文瑞1 实用针灸学1 北京:人民卫生出版社，1982 :97～226
2 黄德修1 半导体光电子学1 成都:电子科技大学出版社，1994 :120～140
3 天津大学精仪系编1 激光技术1 北京:科学出版社，1972
4 Schumann F ，Tietgen K H. Elecktronik ，1984 ; (11) :59～62
温度计的原理范文2
[关键词]稠油区块 油井掺水 四分三定
中图分类号：TE934.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0066-01
提出的优化调整是以冬季掺水情况为对比。借助天气转暖的有利时机，根据“四分三定”掺水管理办法，重新核定各单井的掺水量，确定经济合理的掺水系统运行参数。在提高管理水平的同时，最大限度的节能降耗，体现“少掺一方水”、“少用一度电”、“少耗一吨油”的经营管理理念。
1、“四分三定”掺水管理办法
“四分三定”管理法，即：分区块、分物性、分周期、分季节的制定掺水原则、掺水标准、掺水优化流程，形成“一块一法”、“一井一策”的掺水优化管理模式。
（1）分区块、分物性制定掺水原则。按照不同区块、稠油物性，制定掺水调整原则，根据“回压合理”生产保障原则、“最低掺水量”效益原则，依据区块稠油的粘壁温度和含水不敏感点，确定合理的掺水运行参数。
（2）分周期、分季节调整优化掺水。制定基于“一井一策”管理的“单井掺水管理优化卡”，作为职工实施调整的工具指南。采油矿工程管理人员对每一管理单元给出掺水运行指导建议，采油队工程技术人员对每口掺水井给出井口回压的控制要求和参考掺水量，班组人员根据上述要求随时录取掺水运行参数，并及时调整这些参数。
2、分区块确定粘壁温度、掺水温度、综合含水和掺水量
根据不同区块的粘壁温度，确定合理的综合含水、掺水温度和掺水量。下面以草20区块为例对确定方法进行说明。其他区块的确定方法类似。
（1）草20区块原油粘壁温度的确定
对草20区块一口典型井取样进行粘温试验。通过对50-90%的5类不同含水油井粘度与温度的敏感性试验得出如下曲线图：
通过粘温曲线看出，草20区块原油粘度从90℃开始降温至约55℃，原油粘度随温度降低开始呈增长趋势，增长幅度较小；随着温度进一步降低，原油粘度开始有大的增长，粘温曲线变陡，当温度降至35℃，原油粘度已经超过20000mPa.s，流动性很低；当温度低于33℃，含水80%，90%的原油粘度出现大幅度降低。因此，综合考虑实际情况，追加一个附加值，确定草20区块原油粘壁温度为40℃。
（2）草20区块掺水温度的确定
从粘温曲线的变化趋势可知，当温度升至40-55℃时，原油粘度随着温度提升而下降的趋势变缓，即原油粘度对温度的敏感性降低。同时，通过实验表明，黄夹克保温管线夏季温降为2℃/km、冬季为3℃/km。因此，草20区块掺水温度确定如下：
a：从计量站返回接转站温度为50℃；
b：从井口返回计量站温度为50℃+（温降*外输线长度）；
c：掺水到达井口温度为50℃+（温降*外输线长度）+（温降*单井管线长度）；
计算掺水系统加热炉出口温度为：冬季60℃、夏季57℃。
（3）油井综合含水的确定
油井掺水后，当综合含水达到90%以上时，油水混相粘度受温度的影响性变小，90℃-35℃的粘温曲线变化比较平缓，然而到33℃低温时，原油开始在管壁粘附，粘度值降至几十mPa.s。因此，草20区块原油掺水后合理的综合含水为90%。
3、分周期制定调整原则、调整标准
通过粘温曲线确定草20区块原油掺水后合理的综合含水为90%。下面根据油井不同的周期生产阶段的含水值确定油井的掺水量。
（1）自喷生产初期：这一阶段油井处于排水期。这一阶段的特点是温度高、含水高，油井温度一般控制在90-110之间，含水接近100%，所以不需要掺水。
（2）自喷生产中后期：这一阶段油井见油。这一阶段的特点是温度、含水值逐渐下降，所以这一阶段油井的掺水量应根据油井温度、含水的变化合理适度调整。
（3）转抽生产初期：转抽初期为排水期。这一阶段的特点是含水高（基本上为100%），所以油井不掺水。采油队巡线人员应加密巡检，及时录取含水、回压等资料，若发现含水降低，应及时转入中期生产阶段进行管理。。
（4）转抽生产中期：转抽中期为油井出油期，是主要生产阶段。这一阶段的特点是含水值下降，液量温度趋于平稳。在含水大于等于90%时油井不掺水。当含水小于90%时观察井口回压，如井口回压仍在正常范围值内，油井不掺水；如井口回压升高超过了正常范围值，则根据掺水后综合含水90%计算油井的瞬时掺水量。
（5）转抽生产末期：转抽末期是油井维持生产阶段。这一阶段的特点是液量、温度明显下降。这一阶段的掺水量以井口回压值为标准，将井口回压控制在正常范围值以内，在这一前提下尽量下调掺水量。
4、分区块制定调整原则、调整标准
根据“四分三定”掺水管理办法和现场实际生产需要，分区块制定掺水调整原则和调整标准，真正满足“一块一法，一井一策”的工作要求。下面进行详细说明：
（1）草20老区：含水大于等于90%的油井停用掺水。含水小于90%的油井根据井口回压适当调整掺水量。如井口回压超过正常值，则以0.1m3/h的幅度上调掺水量，直到井口回压回到正常值以内。规定该区块油井井口回压正常值为：计量站回压+0.2MPa左右。
（2）草33区块：距离计量站较近的油井（混合液管线小于等于100米），将井口回压控制在计量站回压+0.1MPa之内进行掺水调整；距离计量站较远的油井（混合液管线大于100米），根据掺水后混合液综合含水大于等于85%的原则各井进行掺水调整，同时井口回压不超过计量站回压+0.2MPa，如井口回压超过该值，则根据实际情况以0.1m3/h的幅度逐步上调掺水量。
5、保障措施
为了达到油井掺水量的精确调整，我矿对15台掺水流量计进行了校对，并更换了损坏的流量计7台。
6、实施效果
根据上述调整原则和实施要求，以天气转暖为契机，我矿从4月初开始对全矿掺水进行调整。下面是调整前后的效果对比情况：
（1）草20老区
调整前：掺水井45口，掺水加热炉进口温度52℃，出口54℃，进口压力1.9MPa，出口1.9MPa，总瞬时掺水量43.5m3/h，全天总计1044m3。2台掺水泵运行电流均为108A，加热炉全天烧气。
调整后：掺水井22口，掺水加热炉进口温度54℃，出口56℃，进口压力1.9MPa，出口1.9MPa，总瞬时掺水量15.5 m3/h，全天总计372 m3。掺水泵运行电流90A，加热炉全天烧气。
调整前后2台掺水泵运行电流平均下降18A。总瞬时掺水量下降28m3/h，全天掺水量下降672 m3。掺水泵全天节电568.6Kw.h。按一度电0.76元计算，全天节约电费432.2元。
（2）草33区块
调整前：掺水井30口，掺水加热炉进口温度62℃，出口74℃，进口压力2.0MPa，出口2.0MPa，总瞬时掺水量43.9m3/h，全天掺水1053.6 m3。掺水泵运行电流93A，全天燃稀油量0.6吨/天。
温度计的原理范文3
执教：山东省威海市环翠国际中学庞绍君
教学目标
1.知道温度表示物体的冷热程度。
2.知道液体温度计的构造和原理及常用的实验用温度计、体温计、寒暑表。
3.知道摄氏温度。
4.常识性了解热力学温度与摄氏温度的关系。5.培养学生的观察能力。
重点液体温度计的原理和摄氏温度的规定。
难点液体温度计的原理和摄氏温度的规定。
教具演示
演示用温度计，烧杯3个，冷水，温水，热水，家庭用寒暑表、体温计
学生实验室用温度计（2人1支）
主要教学过程学生活动
一引入新课
热现象是指跟物体的冷热程度有关的物理现象。例如大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。我们在生活中用冷、热、温、凉、烫等有限的词来形容物体的冷热程度。但是这样的形容非常粗糙。开水和烧红的铁块都很烫，但是它们烫的程度又有很大的区别。所以，在物理学中，为了准确地描述物体的冷热程度，我们引入了温度这一概念。
二教学过程设计
一．温度，全国公务员共同天地
请一位同学操作图4-1实验，并说明感觉
教师：从这个实验中可知凭感觉来判断物体的温度高低是很不可靠的。要准确地测量物体的温度需要使用温度计。温度计的种类很多，有实验用温度计，家庭用的温度计--寒暑表，医用温度计--体温计，等等。
二．温度计
1．构造和原理
实验用温度计的玻璃泡内装有水银、酒精或煤油。泡上连着一根细玻璃管，管壁厚，壁上有刻度。当温度升高时，泡内的液体膨胀，液面上升；温度下降时，泡内液体收缩，液面下降。从液面的位置可读出温度的数值。所以，实验用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的。
2．摄氏温度
常用的表示温度的方法是摄氏温度。温度计上有一个字母℃，它表示摄氏温度。摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为0度，沸水温度规定为100度。0度和100度之间分成100等分，每一等分叫1摄氏度，写作1℃。例如，人体正常温度为37℃，读作37摄氏度。
教师：自然界中的物体，温度高低相差很悬殊。请大家看课本图4-3，
回答教师的提问。
教学过程设计
3．绝对零度和热力学温度
宇宙中可能达到的最低温度大约是负273摄氏度，这个温度叫绝对零度。科学家们提出了热力学温度，它的单位是开尔文，用K表示。
热力学温度是以绝对零度即负273摄氏度为起点。-273℃=0K，0℃=273K，100℃=373K。所以，摄低温度的数值加上273就等于热力学温度。
练习：
(1)水的沸点=____℃=____K(2)沸水的温度=____℃=____K
(3)绝对零度是____℃=____K(4)人体正常体温是____℃=____K
4.体温计
学生阅读课文"体温计"，回答以下问题。
(1)体温计是用什么液体的什么性质来测量温度的?(是利用水银的热胀冷缩的性质来测量温度的。)
(2)它的刻度范围是从多少度到多少度?(刻度范围是从35℃到42℃。)刻度范围为什么是这样?
(3)它的最小一格是多少度?(最小一格表示0.1℃）
(4)测体温时，为什么要把体温计夹在腋下近10分钟?(因为只有时间足够长，才能使体温计中水银的温度跟人体温度相等。)
(5)测体温前，为什么要拿着体温计用力下甩?(因为体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的温度，所以再用时必须向下甩。)
三．归纳总结
三．思考与作业
课本P46，1、2、3；《课课通》
四板书
第四章热现象第一节温度计
一．温度
1、物体的冷热程度叫温度。二．温度计
1、常见的温度计：实验室用温度计；寒暑表；体温计。
2、结构
3、原理：利用液体的热胀冷缩性质。
三．摄氏温度
1．1摄氏度规定：，全国公务员共同天地P45
2．读法：5℃读：5摄氏度；-5℃读：负5摄氏度或零下5摄氏度。
四．热力学温度（T=t+273k）
五．体温计
1．特殊结构：弯曲细玻璃管（内装水银）
温度计的原理范文4
本次研究采用毛细管粘度计和密度计，对大庆油田七个原油试样在不同温度下的粘度与密度进行系统的测量，得出了试样粘度与密度在不同温度下的变化规律，为提高油田采收率提供了重要的依据。
【关键词】粘度；密度；温度；原油；采收率
一、粘度
油品的粘度是评价原油及其产品流动性能的指标，在原油和石油化工产品加工、运输、管理、销售及使用过程中，粘度是很有用的物理常数。油品的粘度与其化学组成密切相关，在一定程度上反映了油品的烃类组成，是煤油，喷气燃料和油的重要指标。
粘度也叫粘性系数，在某一温度下，当液体受外力作用而作层流运动时，液体分子间产生的内摩擦力叫粘度。粘度是与油料性质和温度、压力有关的物理参数。压力在一般情况下对液体石油产品无明显影响，可以忽略。温度对液体粘度的影响十分敏感，因为随着温度升高，分子间距逐渐增大，相互作用力相应减小，粘度就下降。
液体石油产品的粘度按照GB/T 365-88采用毛细管粘度计法进行测量。方法原理是根据牛顿内摩擦定律，导出下式：
式中η――液体动力粘度，Pa・s；r――毛细管半径，mm；V――在时间内从毛细管中流出的液体体积，mm3；L――毛细管长度，mm；τ――液体流出V体积所需时间，s；P――液体流动所受的静压力，Pa。
对指定的毛细管粘度计来说，仪器尺寸（V，L，r）和h，g，π均为常数，因此只要测得油品在某一温度下V体积液体由刻度a到刻度b所需时间τ，则其粘度即可求得。
二、密度
密度是物理学上用来表示物质分布密集程度的物理量，定义为物质质量与其体积的比值（ρ=m/V）。单位体积石油产品的质量，称为石油产品的密度，它在一定程度上反映了油品的组成，因而可以用来确定原油的类别。
当温度升高时，油品受热膨胀，体积增大，密度减小，相对密度减小；当温度降低时，体积减小，密度增大，相对密度增大。
密度的测定方法包括密度计法、韦氏天平法、比重瓶法。本次研究采用密度计对大庆油田7个原油试样的密度进行了系统的测量，得出了不同温度时试样密度的变化规律。
三、实验部分
3.1实验仪器
（1）毛细管粘度计一组（2）恒温浴（3）玻璃水银温度计（4）秒表（5）石油产品密度计（6支组）。（6）玻璃量筒（7）烘箱（8）调温电热套。（9）1000ML烧杯。（10）玻璃棒。
3.2实验方法和步骤
3.2.1粘度测量（1）按测定要求调节恒温浴。（2）将脱水过滤后的原油试样放入小烧杯中。（3）选择合适的粘度计，洗涤干净并烘干。（4）将橡皮管套在粘度计支管上，倒置粘度计并用大拇指堵住上管口，将管身的末端插入盛有地层水或原油试样的烧杯中，利用橡皮球将液体吸到上标线时，从烧杯中提起粘度计，擦去管身外壁的多余试样。（5）将装有试样的粘度计浸入恒温浴，并用将粘度计固定使其垂直。（6）恒温浴中温度计的水银球位置必须与粘度计中点保持水平。（7）将恒温浴调节到实验规定的温度，装好油的粘度计在规定温度的恒温浴内经规定的恒温时间后，开始测量。（8）达到待测温度时，用橡皮球通过管身所套的橡皮管，将试油或水试样吸到扩张部分的上球，液面稍高于上标线，然后让试样自动流下，液面达到上标线时开动秒表，达到下标线时停止秒表，记录试样流动时间。（9）每个试样至少重复测量4次，取流动时间所得的算术平均值，作为试样的平均流动时间。
3.2.2密度测量
（1）将调好温度的试样沿壁倾入量筒中，保持稳定，注意不要溅泼，以免生成气泡，当试样表面有气泡聚集时，可用一片清洁滤纸出去气泡。（2）将选好的密度计缓慢放入试样中，液面以上的密度计杆管浸湿不得超过两个最小分度值，否则会影响所得读数。密度计稳定后读取数值。（3）同时测量试样的温度，注意温度计要保持全浸（水银线），温度读准至0.2℃。（4）将密度计在量筒中轻轻转动一下，然后放开，按2和3的要求再测定一次，记录连续两次测定温度和视密度的结果，取算术平均值作为测量密度。若两次温度读数之差超过0.5℃，则重新测量。
结论
在油田开发中，原油的粘度和密度是判别原油性质、提高采油率的重要依据。了解地下流体性质是在一次采油之后进行的工作，注水开发是我国目前采油的主要措施，而在长期的注水过程中，注入水对地下流体性质会产生极其缓慢但又不可忽视的影响。因此搞清注入水对储层流动性能的影响，不但可以提高注水效果，而且对油田增储上产、提高最终采收率发挥了一定的作用。
通过对8个不同水型和包括二厂、七厂、八厂在内的7个大庆不同地区原油的粘度和密度的测量，模糊的概念变为了精确的数据。测量的数据表明，不同矿化度地层水的粘度和密度在温度不断升高的过程中不断减小，粘度变化较小，密度变化不大；原油的粘度和密度在温度不断升高的过程中不断减小，粘度变化相对地层水变化较大，密度变化不大。不同地区原油粘度和密度相差较大，曲线变化的斜率也不同。
从数据来看，提高注水温度无疑是提高采收率的有效手段，但注入水的温度不是越高越好，控制油田的开发成本也很重要。那么针对不同油田的原油性质，注入水的温度应该控制在什么范围之内，才能做到既可以最大限度的提高地下原油的流动性，又能够尽量的节约开发成本，最终达到提高油田采收率的目的，这将是一项非常重要的工作。
参考文献
[1]廖克俭，戴跃玲，丛玉凤.石油化工分析[M].化学工业出版社，2005，175～189.
[2]李阳初，王耀斌.石油化学工程基础[M].石油大学出版社，2004，8～11.
[3]常子恒.石油勘探开发技术[M]，石油工业出版社，2001，512～513.
[4]复旦大学.物理化学实验[M]，人民教育出版社，1978年12月，24～29.
温度计的原理范文5
关键词：太阳能热水器控制器；MSP430F149单片机；水位温控检测系统
1 概述
这些年人类无止境的使用能源，使得能源问题越来越严重，从而想利用其它资源来代替这些不可再生资源。
由于太阳能是人类接触最多的能源，而且在人类认知范围内几乎是取之不尽用之不竭的。所以太阳能的利用必将是未来的一个趋势，也是主要可循环利用的能源之一。本次设计就是利用太阳能来控制水箱里水的温度，从而给人们带来便利和减少环境污染，保护地球。
2 太阳能热水器控制器系统硬件设计方案
本设计主要是以微处理器MSP430为核心，选择温度传感器和水位传感器作为单片机信号的采集来源，温度传感器采用的是数字式不锈钢的DS18B20温度探头。水位检测选择水位检测模块，将检测到的模拟信号通过捕获之后送入单片机进行处理。通过液晶12864来时时显示温度和水位。全部计划需要经过几个部分的设计来完成：（1）DS18B20温度采集电路的设计；（2）液晶12864电路的
设计；（3）经由电磁阀控制太阳能的温度和水位电路设计；（4）经由按键设置温度初始值和水位初始值的电路设计；从设计需求可以看出，本设计需要做的主要工作有：查阅相关资料，了解各部分功能原理。查阅元器件的数据手册，把握器件工作原理和硬件实现方法。通过手册对各个模块进行程序编写，达到系统的要求。
太阳能热水器控制器下位机设计框图如图1所示。
3 太阳能热水器控制器系统软件设计方案
本次设计主要采用C语言编写程序，根据各个模块功能的需求进行逐步编辑（如温度检测模块、液晶显示模块、水位检测模块等），此次编写程序的软件选用IAR for msp430软件、仿真选用的是PROTEUS软件、原理图和PCB绘制选用的是Altium designer软件。
按照以上这些要求，太阳能控制器在软件设计方面主要采用模块化设计思想，主要由MCU时钟初始化、串口初始化、温度检测初始化、水位检测初始化、液晶初始化、键盘扫描程序设计、定时器中断程序、液晶显示程序、继电器控制程序等部分组成。太阳能热水器控制器的系统主程序流程图如图2所示。
对于水箱里的温度和水位的设定，在启动控制器时要通过按键来设置完成。在设定温度和水位的值之后，就将设定的值存入AT24C02的E2PROM中进行保存，方便下次开机时或者停电重新启动时进行读取上次设定值。这样做有两大优点：一是系统在启动时没设定温度值和水位值，就从存储器中读取上一次的值，从而解决了启动都要从重新设定温度值和水位值的问题。二是增强了控制器的适应能力，在突然掉电之后来电还是能够恢复正常读取出温度的值和水位的值，不需要重新设定。
4 结束语
实验表明MSP430F149单片机实现的家用太阳能热水器控制器，具有体积小、结构简单、功耗低、处理速度快等优点，可以实现自动上水、低水位报警、记录用户使用习惯。
参考文献
[1]赵德安.单片机原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2004，9：150-160.
[2]李昕，曲梦可，荣誉.基于MSP430单片机的模糊温湿度控制器的设计[J].传感技术学报，2007，20（4）：805～808.
[3]王晓君，安国臣，等.MCS-51及兼容单片机原理与选型[M].北京：电子工业出版社，2003：10-60，126-157.
[4]宋国杰.无线表决器系统设计与实现[D].吉林大学，2009.
[5]李念强.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.
[6]胡大可.MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2000.
[7]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1997.
[8]李云阳.基于单片机的太阳能热水器模糊控制系统的设计[J].农机使用与维修，2012（5）.
[9]宋莉.太阳能热水器出水恒温控制的新方法设计研究[D].中国海洋大学，2011.
温度计的原理范文6
一、引言
对辐射温度计的校准、检定，通常采用比较法，就是通过高稳 定度的辐射源（通常为黑体辐射源）和其他配套设备，将标准器所复现的温度与被检辐射温度计所复现的温度进行比较，以判断其是否合格或给出校准结果。
在校准、检定工作中，辐射源一般在-6～1 200 ℃（或1 600 ℃）范围内可用开口式 中、低温黑体炉，1 200 （或1 600 ℃）～3 200 ℃采用抽真空并充惰性气体保护的高温黑体炉。标准器分别为二等标准热电偶（二等标准铂电阻温度计）和标准光学（光电）高温计。
目前，国家检定系统表上3 200 ℃以上部分没有相应的传递系统。但是，根据型号任务 的需要，有些单位已经研制、使用了测温上限超过3 200 ℃的辐射温度计。对这些温度计进 行 校准、检定时，辐射热源作为标准与被检之间的比较介质是非常重要的。其主要技术指标为：温度范围、稳定度和有效发射率。现在的黑体辐射源通常为黑体炉，在现有的技术条件下，由于受制造加热器、黑体空腔的材料耐温性限制，其温度范围只能达到-60～3 200 ℃ ，无法用于检定测温上限超过3200 ℃的辐射温度计。
激光能量法是本文提出的一种新的校准方法。根据此原理建立相应的激光辐射源校准 装置，将可实现对测温上限超过3200 ℃的辐射温度计的校准、检定。
二、工作原理
辐射温度计是依据物体辐射的能量来测量温度的仪表。根据辐射理论，任何物 体只要不处于绝对零度（-273.15 ℃），那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡 状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。
在一定的波长下，黑体的单色辐射出射度是温度的单值函数，可以通过某一波长下的单色辐射出射度的测量来得出黑体的温度。这就是辐射测温学的理论基础，黑体辐射的普朗克定律。
在实际测量中，辐射温度计的单色器不可能是完全单色的。而且，探测器也要求获得一定光谱范围的辐射能量，否则由于所接收的能量很小而无法作出响应。同时，实际被测物体也不是黑体。
测温时，将辐射温度计瞄准被测物体，辐射温度计的探测器接收到被测物体所辐射的能量，经信号处理电路转换为相应的电信号或进一步通过显示器直接显示出被测物体的温度值。
根据以上辐射温度计的测温原理，可寻找出辐射能量的波长 在［λ1，λ2］范围内的辐射源；辐射能量对应于黑体某一特定的温度，但是辐射源本身的温度并不等于此温度，辐射能量连续可调，输出的辐射能量较高。
由于激光器发射对应于黑体在几千摄氏度高温时所发出的辐射温度计有效波段内的辐射能量时，激光器本身的温度是达不到几千摄氏度的，特别是用于校准的激光器功率较小，因此自身的温度很低。这样，激光器所发出的辐射能量就不受本身制造材料耐温性的限制。利用激光器的这一特点，选择工作波长在辐射温度计有效波长范围内的激光器，来模拟温度辐射在某一特定温度和辐射温度计有效波段内的黑体辐射能量，使辐射温度计所接收到的激光能量与此特定温度的黑体在辐射温度计有效波段内的辐射能量相等，把激光器的输出能量与特定温度联系起来，可取代常规校准过程中的黑体炉作为校准辐射温度计的辐射源。激光器的输出能量由标准激光功率计进行校准，标准激光功率计的标准值可通过测量电量的方法准确获得。
用标准激光功率计作为标准器，校准激光器输出的辐射能量，此辐射能量与特定温度下辐射温度计所接收到的黑体辐射能量相等，从而将通常情况下校准辐射温度计的标准器由准确度高一等级的温度计改为标准激光功率计，由激光器代替黑体辐射源，实现了高温辐射温度计的校准，这就是激光能量法校准辐射温度计的基本原理。此激光器可称为激光辐射源。
三、激光能量法的特点
激光能量法具有几下特点：
a) 激光辐射源本身的温度可以很低，避免了现有黑体辐射源因本体材料的耐热性导致的 温度上限不能超过3 200 ℃的情况，因此温度上限可以很高。由于采用激光器代替了黑体炉作为辐射源，其输出的能量完全可以满足辐射温度计对高温校准的要求。
b) 使用方便。从键盘输入辐射温度计光学系统的通光孔径r，辐射温度计与被测目标的 距离R为1 000 mm时，目标能够辐射到辐射温度计面积S，光学系统光谱范围的上、下限波长λ1，λ2 和温度值T0i后，激光辐射源即可直接输出对应于温度T0i的辐射能量φ0λ1,λ2（T0i）。
c) 激光能量法属于绝对法校准，不需要标准温度计。同时，也不同于一般的绝对法校准，不需要定义固定点和内插方程。采用标准激光功率计作为标准器，通过激光辐射源的输出能量来获得对应于热力学温度T0的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。标准激光功率计对激光辐射源的输出能量进行测量，并进行自校准。
d) 节省时间。激光辐射源没有升温和恒温过程，所以可实现快速校准、检定。
e) 校准时，可不考虑辐射温度计的距离系数。
f) 激光能量法主要用于高温范围辐射温度计的校准、检定，所以不必考虑环境辐射的影响。
四、问题讨论
激光辐射源输出激光的波长应在辐射温度计的有效波长范围之内。由于激光辐射源不是黑体辐射源，所以输出激光的波长必须与辐射温度计相适应。也就是说，一台通常单频率的激光辐射源不能满足校准所有辐射温度计的需要。在校准装置中，工作波长不同的多台激光辐射源可共用一套控制系统。若采用频率可调的激光器可克服此问题。
校准时，应注意辐射温度计与激光束的同轴。因为激光束很窄，若瞄准不好可能使激 光束打不到探测器上。
