温度测量热电阻非接触新.pptVIP

一、辐射测温的基本原理1.准备知识?辐射?热辐射?辐射出射度指物体单位表面积在单位时间内所发射的全部波长范围的辐射能量的总和，并以符号M表示。?光谱辐射出射度物体单位表面积单位时间内在波长λ处的dλ波段内所辐射的能量为dM，则把称为物体在波长λ处的光谱辐射出射度（又称单色辐射出射度）。?黑体、白体、透体、黑度（发射率）温度测量中，主要涉及的波长范围是可见光与0.76～20μm的红外光区。第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日辐射出射度M与光谱辐射出射度Mλ之间存在如下关系：2.热辐射的基本定律(1)普朗克公式定律普朗克定律给出了全辐射体的光谱辐射出射度与温度的关系，这是光学高温计和光电高温计等的理论基础。第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日在温度T＜3000K和可见光波长（波长λ较小）范围，该公式可以简化成维恩公式对实际物体?式中M——实际物体的光谱辐射出射度；ελ——实际物体在波长λ下的光谱发射率（光谱黑度）。第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日（2）斯忒藩一玻尔兹曼定律可见，全辐射体的辐射出射度M0是温度的单值函数，二者一一对应，这是辐射高温计的理论依据。

实际物体的全辐射出射度为M＝εM0＝εσT4式中M——实际物体的全辐射出射度；ε——实际物体的全辐射发射率（发射率）。实际物体的光谱发射率ελ和发射率ε均小于1，各种物体的ελ和ε值一般只能通过实测求得。第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日辐射式测温仪表可分为两大类。一类以某一波长下的光谱辐射（又称单色辐射）理论为基础，有光学高温计、光电高温计及比色高温计、红外测温仪等；另一类以全辐射理论为基础，全辐射高温计及部分辐射高温计属于此类。第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日二、光学高温计1.理论依据：普朗克定律。

在可见光的波长范围（0.35～0.75μm）内，高温物体的热辐射以光的形式表现出来，辐射的强度与光的亮度之间有一定的关系。在某一波长下的光谱辐射亮度（又称单色亮度）与同一波长下的光谱辐射出射度成正比。对全辐射体其关系为对实际物体有第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日结论：在可见光波长范围内的某一波长下，对一个确定的物体（可近似认为已固定不变），其光谱辐射亮度（即单色亮度）与温度之间存在单值对应关系。利用这个性质即可测温。但直接测光谱辐射亮度较难实现，光学高温计采用了的亮度比较的方法。2.结构国产WGGZ型光学高温计是一种使用较广的隐丝式光学高温计。由光学系统与电气系统两部分组成。光学系统包括物镜、目镜、灯泡、红色滤光片、灰色吸收玻璃等。电气系统包括灯泡、电源、调整电阻及测量线路。第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日l一物镜；2—灰色吸收玻璃；3一灯泡；4一目镜；5一红色滤光片；6一显示仪表思考：红色滤光片和灰色吸收玻璃的作用是什么？第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日光学高温计必须在某一定的波长下进行单色亮度比较。光学高温计采用红色滤光片与人眼构成了“单色器”，使人眼只能观察到波长为0.6～0.7μm范围的红色可见光（如图阴影部分），其平均波长约为0.66μm。人眼与红色滤光片配合的视见光谱范围1一人眼相对视见函数曲线μλ；2一红色滤光片光谱透过率曲线τλ第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日灰色吸收玻璃的作用：光学高温计采用的是钨丝灯泡，当温度高达1400℃时，钨丝会发生升华使灯泡的性能改变。这就限制了光学高温计的测温上限。光学高温计附加了灰色吸收玻璃，单色光透过这种玻璃时其吸收作用会使亮度减弱。在结构上把灰色玻璃置于物镜与灯丝之间，这样人眼观察到的是灯丝的亮度和被灰色玻璃削弱了的被测物体的亮度,在灯丝温度不超过1400℃的情况下能