近日，国家能源局公布了 2021 年光伏发电建设运行情况。数据显示，截至 2021 年底累计并网容量 30598.7 万千瓦，其中集中式光伏电站 19847.94 万千瓦，分布式光伏 10750.8 万千瓦。

　　光伏发电作为国家实现碳中和、碳达峰的一部分，在今年政府工作报告和“两会”期间都得到广泛关注。为有序推进低碳发展工作，以光伏发电为代表的清洁能源逐渐成为增量能源主要解决方案之一。

　　在光伏发电时，温度是不可缺少的一部分。在发电站设计过程中，温度传感器也是重要的一份子。

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　　应用广泛的温度传感器

　　温度是表征物体冷热程度的物理量，无论是在工农业生产过程中还是日常生活中温度都是一个很重要且普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。尤其是近年疫情肆起，红外测温传感器的应用也越来越多。种种因素导致温度传感器在市场中占有较大份额。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占19%。

　　温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。作为温度测量仪表的核心部分，温度传感器也是品种繁多，不同场景所使用的温度传感器也常常不尽相同。

　　根据其应用范围和感应能力，可以把温度传感器分成六种类型：热电偶、电阻温度传感器RTD、热敏电阻、PN结型传感器、红外温度传感器和温度计。

　　热电偶

　　热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。

　　它具有精度高、惯性小、结构简单、制造方便、测量范围广和输出信号便于远传等特点。

　　由于热电偶是一种无源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。

　　热电偶多与仪表、记载仪表、电子盘算机等一起搭配使用，进行高温或是低温的测量。在石油、化工、钢铁、造纸、热电、核电、军事、航天等行业多被用作进行高温测量的仪器，提供精度保障。同时，在物联网的楼宇自动化等领域，温度控制也必不可少，热电偶在自动化设备温度感应方面起到了重要的作用。

　　热电阻传感器RTD

　　热电阻传感器RTD是一种接触式电阻传感器，其电阻随传感器温度升高而增大。

　　通常RTD材料包括铜、铂、镍及镍/铁合金，所以价格自然也就比较高。同时，RTD也是一种无源设备，它不会单独产生输出。可使用外部电子设备来测量传感器电阻，方法是使小电流通过传感器，以产生电压。

　　在应用方面，RTD作为一种用来测量空气、土壤和水的温度传感器，主要用在土壤探测仪等精密仪器中。鉴于铂电阻温度传感器具有极佳的可互换性和长期稳定性，多应用在气象和环保等部门。

　　热敏电阻

　　热敏电阻也是一种接触式电阻传感器，其电阻随温度的变化更加灵敏。热敏电阻体积小、灵敏度高、稳定性好、价格低廉、原料资源丰富，使用也很方便。

　　按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小。

　　鉴于PTC的电阻与温度正相关，其多与电路串联使用，多用于温度补偿、过流保护、过热保护、自控加热、马达启动、彩电消磁等，例如电器设备的过热保护、无触点继电器、自动增益控制、电机启动、火灾报警和温度补偿等。

　　而NTC的电阻与温度负相关，多用于温度补偿、温度测量、流量测试、抑制浪涌电流等，在开关电源，UPS电源，电子镇流器、自动调节加热器等设备中广泛使用。

　　PN结温度传感器

　　PN结温度传感器是一种半导体敏感器件, 它能实现温度与电压的转换。在常温范围内兼有热电偶，铂电阻，和热敏电阻的各自优点，同时它克服了这些传统测温器件的某些固有缺陷，是自动控制和仪器仪表工业不可缺少的基础元器件之一。

　　但它的测温范围比较窄，测温范围一般在-50℃~150℃，但也足以广泛应用。多被用于温室大棚、水产养殖、医疗器械、家电等领域。

　　红外传感器

　　红外传感器又叫热释电红外传感器，是非接触式温度传感器的代表。自然界中一切高于绝对零度的物体都在源源不断地像外界散发热量，而红外传感器可以感受这些热量并将其转换为电信号，从而表达出温度的高低。

　　大部分使用的是PIR传感器来检测热量，现在的许多公司在生产过程中会将PIR和放大器、芯片封装在一起，形成一个模组进行销售。

　　红外传感器的应用大家都不陌生，现在防疫所用的测温仪多使用就是红外传感技术。除此之外，红外线传感器可检测飞机发动机的运行情况，及时发现温度异常部位，进行预警；人造卫星上的红外线传感器可以对地球云层进行监视，实现大范围的天气预报；具有红外传感器的望远镜可用于军事领域，探测敌人位置等。在人体测温、人体感应、感应灯等领域被广泛应用，与我们的生活息息相关。

　　温度计

　　温度计也是我们生活中最常见到的测量温度的仪器，如干湿球温度计、水银/酒精温度计、液晶温度计等。

　　干湿球温度计常用于气象站的百叶箱测量温度或者实验室等场所的温度测量，精度较高。水银、酒精温度计是常用体温计的类型，利用这些液体的热胀冷缩来测出温度。当液晶温度计相变时，其光学性质也会改变，使液晶看起来变了色。尽管液晶温度计读数容易，但是精确度不足，常用于观赏用鱼缸中以指示水温。

　　02温度传感器的市场发展

　　随着温度传感器在先进便携式医疗设备中的普及率不断提高，汽车领域对温度传感器的需求不断增长，家庭和楼宇自动化系统的采用不断增加，温度传感器在物联网领域的应用也日益广泛。

　　据统计，全球温度传感器市场规模预计将从2020年的63亿美元增长到2027年的88亿美元，复合年增长率为4.8％。

　　然而，如此广阔的温度传感器的市场却多被欧美等国外企业所占据。例如我们熟知的霍尼韦尔、德州仪器、德国堡盟、西门子、ABB、意法半导体等，他们多从最开始的传感器出发，一步步兼并上下游，最后打造出一条全产业链的大公司。

　　当然，国内也有出现许多正在成长的温度传感器制造商。

　　如在2020年拥有我国首款自研温度传感器芯片的山东华科、专攻热释电红外传感器的森霸传感、专注于检测汽车各系统中空气或液体介质温度的日盈电子等。日后随着企业的技术成熟以及国内物联网市场对智能传感设备的需求加大，温度传感器市场也将有国产的一席之位。

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