测量仪表
任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃),就有热辐射向外部发射,物体温度不同,其辐射出的能量也不同,且辐射波的波长也不同,但总是包含着红外辐射在内,千摄氏度以下的物体,其热辐射中强的电磁波是红外波,所以对物体自身红外辐射的测量,便能准确测定它的表面温度,这就是红外测温仪测温依据的客观基础。
非接触红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统是将目标物体辐射出的红外能量汇聚起来,聚焦在光电探测器上,并转变为相应的电信号,再经过电路运算处理电路后,换算转变为被测目标的线性的温度信号值,以便实现进一步的信号处理及控制。
1、亮度测温法
它是根据测量给定波长K0附近一窄光谱范围的辐射用黑体定标的仪器来确定物体的温度,适用于高温测量。
2、最大的波长测温法
由维恩位移定律,黑体辐射峰值波长Kmax与绝对温度T之积为一常数,通过测量峰值波长Kmax来计算温度T。此法常用测量极高温(大于2000°C)。由此可见,非接触红外测温有以下的缺点:测得的温度值是测量对象的表面温度,且必须用发射率进行修正,增加了测量的复杂性;周围介质的影响引起测量误差。
3、多波段测温法
依次取多个波段,通过计算这些波段辐射功率之间的复杂关系来确定物体的温度。
4、双波段测温法
它是根据测量两个给定波长K1和K2的辐射功率之比,用黑体定标的仪器来确定物体的温度,适合测量发射率变化或未知的物体,但只适合于测量辐射能量密度大的高温物体。这3种方法均由普朗克定律来描述。
5、全辐射测温法
它是根据测量波长从零到无限大整个光谱范围物体的总辐射功率用黑体定标的仪器来确定物体的温度。其总辐射功率的大小与被测对象温度之间的关系是由斯蒂芬玻尔兹曼定律来描述。
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