什么是温度监控？

温度是设备和工艺性能的基本指标。过热可能是由于磨损部件的摩擦、部件过载或冷却系统故障，而异常低温可能表示制冷或低温工艺中存在效率问题或故障。通过持续监控温度趋势，团队可深入了解设备运行状况 — 实现主动维护、确保产品质量并促进更安全的工作环境。

^{图1： 温度传感器}

常用的传感器有：

• 热电偶－这些传感器利用塞贝克效应。当两根由不同金属制成的导线在一端（测量端）连接时，该端和另一端（参考端）之间的温差会产生电压。该电压与温差成比例，取决于使用的特定金属（例如，K、J、T、E型）。热电偶坚固耐用、价格低廉、温度范围广，但需要参考端补偿，也称为冷端补偿(CJC)。
• 电阻温度检测(RTD)－RTD的工作原理是金属的电阻随温度变化。它们通常使用缠绕在陶瓷或玻璃芯上的细线（由于其稳定性和线性，通常是铂）。RTD可在适中温度范围内提供高精度和稳定性，但通常更为昂贵，且需要激励电流来测量电阻。
• 热敏电阻－电阻随温度变化的半导体器件。有两种类型：负温度系数(NTC)的热敏电阻随温度升高而减小，而正温度系数(PTC)的热敏电阻随温度升高而增大。热敏电阻具有非常高的灵敏度，是检测微小温度变化的理想选择，而且相对便宜。但是，与RTD相比，它们具有有限的温度范围和非线性响应，这会使数据解释复杂化。它们还需要激励电流。

^{图2： 无线温度监控流程}

正常运行时，组件和过程具有明显的热特征。与预期温度的偏差可能表示即将发生的问题。温度监测系统使用传感器、DAQ硬件和NI-LabVIEW等专门分析软件检测、转换和分析温度数据。根据分析结果，可在问题升级前安排维护或调整流程。多种设置有利于数据采集，包括通过有线和无线系统连续在线监控以及离线监控。  

• 有线在线监控－传感器通过线缆连接至DAQ设备和计算机。该设置提供高可靠性、实时数据且不易受到干扰。但是，安装可能很复杂，线缆可能会损坏，重新部署传感器可能需要重新连线。
• 无线在线监控－传感器将温度数据无线传输至网关或DAQ设备。该设置允许放置在难以接触或危险环境中，无需大量布线。问题可能包括电池寿命、无线安全性以及潜在的信号范围限制或干扰。
• 定期(离线)监控－技术人员使用便携式设备定期测量不同点的温度。该设置具有灵活性，但不是连续的，需要手动检查，可能需要将人员放置在操作机械附近。

解析热数据需要查看传感器收集的温度信息，通常使用专门的软件。使用NI  DIAdem等工具的分析方法包括简单的阈值比较、趋势分析以及更复杂的热建模或成像分析。潜在故障迹象（例如，温度快速上升、偏离预期信息或读数不一致）可被标记为供人工检查。也可将温度监控系统配置为触发自动化操作，如激活冷却系统、降低负载、发出警报或在超过临界温度阈值时关闭设备。

温度监控广泛用于工厂车间、加工厂和设施管理等诸多行业。 常见的应用包括监控下列类型的设备或进程：

• 轴承和齿轮箱
• 电机和发电机
• 发动机和涡轮机
• 泵和压缩机
• 电子元件和机柜
• 过程流体和管道
• HVAC系统
• 炉子和烤箱
• 服务器室和数据中心
• 材料固化工艺

温度测量是新产品和新材料设计、验证和验证测试的基础，例如，电子产品负载测试、发动机组件热循环和电池充放电热性能测试。工程师使用NI-TestStand等工具实现序列自动化、确保组件在指定的温度范围内可靠运行、确认热管理系统有效以及了解热应力下的材料行为。 

温度监控具有下列显著优势：

• 减少过热或热故障导致的意外停机时间
• 通过预测性维护和优化能源使用降低成本
• 通过防止火灾或危险材料条件提高安全性
• 在最佳温度范围内运行可延长机器寿命
• 通过温度优化改进过程控制和产品质量

NI温度输入模块具有精确测量所必需的内置信号调理功能，包括热电偶的CJC、RTD和热敏电阻的激励、滤波和放大。我们的软件产品,如NI LabVIEW、NI FlexLogger™和NI DIAdem,允许用户采集、分析、可视化和报告温度数据,从而创建全面的热监测解决方案。 

与其他方法相比，NI热监控解决方案具有下列优势：

• 我们在许多应用中的测量历史悠久,这意味着NI设备的测量质量高于专为状态监控而设计的硬件。NI产品精度更高，定时更稳定，测量更可靠。
• NI平台基于模块化概念构建，因此系统设计效率更高，在应用程序的整个生命周期内更易于维护。与固定人机界面系统不同，用户可添加模块轻松扩展系统，获取新的通道或测量。
• NI高速系统可采集所有数据，而不仅仅是周期性的突发。这意味着您可以记录其他系统丢失的事件。