数字质量厚度传感器温度特性分析

1　引言

　　目前的电子仪器设备，主要由电子元器件、半导体器件等组成。这就存在两个问题：一是很多元器件，尤其是半导体器件受温度影响很严重，如Pbs等；二是电子元器件都有一个温度限制，其可靠性与温度成反比，超过这一限制时，可靠性和平均无故障时间将急剧地降低。研究表明，将仪器的温度循环故意超过20℃，其失效率增加8倍［1］。
　　可见，对仪器仪表实施温度控制在很多情况下是十分必要的。
　　在造纸过程中，检测纸张定量、水分、灰分的传感器，位于纸机烘缸之后，此处温度很高。对于生产卷烟纸等的纸机，其尾部未设冷缸，到传感器处，纸张的温度约为65～75℃，仪表的散热问题十分重要［2］。目前，从造纸过程控制使用的仪表来看，进口仪表几乎都采用通水冷却散热［3］。国产仪表几乎未采取任何散热措施。通水冷却，对水温有一定要求，同时存在水管密封难、易出水珠、维修维护难、造价高等问题，给实际应用带来不便；国产仪表，性能和可靠性均难满足要求［2］。
　　针对上述情况，通过对现代热控制技术的分析研究，我们提出了采用热管与半导体致冷联合散热控温方案［4］。

2　数字质量厚度传感器简介

　　数字核辐射质量厚度传感器，其基本原理如图1所示。

图2　温度变化对光电倍增管暗电流影响曲线

图3　温度变化对光电倍增管热噪声影响曲线

可见，降温或控温对闪烁探测器性能提高是十分必要的。

4　热管控温技术

　　热管是一种高效的传热器件，具有极好的导热性，可在极小的温差下远距离高效地传输热量，且不需任何外部压送功率。
　　图4是一种典型的热管结构。它是一个封闭的容器。整个热管从纵向上可分为蒸发段、绝热段和冷凝段；从径向上可分为液态工质、管芯和管壳。管芯用于浸透工质的液相，管壳内的其余部分容纳工质的汽相。