文档介绍：第四章非接触测温方法和仪表
感受件不需要与被测介质接触,称非接触测温方法
基本原理:黑体的辐射出射度与温度有单值函数关系,通过测全辐射体的辐射出射度对应出温度(辐射高温计)。
优点:
仪表不破坏被测介质的温度场
感温件不必和被测介质达到平衡,仪表滞后小。
理论上仪表测温上限不受限制。感受元件不必与被测介质达到同样温度值,因此测温部件不被高温破坏。
输出信号大,灵敏度高,准确度高
第四章非接触测温方法和仪表
主要内容
第一节辐射测温的基本原理
第二节单色辐射高温计
第三节辐射温度计
第四节比色高温计
第五节红外温度计
第一节辐射测温基本原理
一、黑体的光谱辐射出射度M0λ和辐射出射度M0
1光谱辐射出射度M0λ
1)
全幅射体的辐射出射度M0λ(单位:w/m3)与波长λ和温度T有关(普朗克定律)
为波长;c1 ,c2为普朗克第一,*10-16() *10-2()
2)
使用条件:温度低于3000K,波长较短的可见光范围内,用维恩公式代替普朗克定律,误差不超过1%
维恩公式
第一节辐射测温基本原理
规律:a )T上升, M0λ增大。
b) T高, M0λ的峰值对应的波长变短。
M0λ的峰值处的辐射波长λm 与T的关系遵循维恩偏移定律: λmT=2897
λ
3)光谱辐射出射度M0λ图
一、黑体的光谱辐射出射度M0λ和辐射出射度M0
1光谱辐射出射度M0λ
第一节辐射测温基本原理
2 黑体辐射出射度M0
1) M0与M0λ的关系
M0是波长从0 ∞之间全部光谱辐射出射度的总和
2 )M0的公式(斯忒潘—玻耳兹曼定律:)
物体的总的辐射出射度与温度的四次方成正比
σ斯忒藩-波尔兹曼常数,*10-8 W/()
一、黑体的光谱辐射出射度M0λ和辐射出射度M0
第一节辐射测温基本原理
二、灰体的光谱辐射出射度Mλ’和辐射出射度M’
1 )灰体的定义:如果物体的辐射光谱是连续的,且在所有波长下常数,则该物体称为灰体。
2)灰体的发射率:
灰体的辐射出射度和同一温度下全辐射体的辐射出射度之比,
3)灰体的Mλ’(普朗克定律)
M’(斯忒潘—玻耳兹曼定律)
是小于1的常数。
第一节辐射测温基本原理
由于实际存在的物体,其特性并不完全像灰体,所以需修正:
1)光谱辐射出射度Mλ(普朗克定律):
2)辐射出射度M(斯忒潘—玻耳兹曼定律)
注意:光谱发射率ελ和发射率ε,其值在0-1之间,都不是常数, 用实验的方法测定。ε与温度、该物体的特性和表面情况有关, ελ则按基尔霍夫定律还与有关。
三、实际物体的光谱辐射出射度Mλ和辐射出射度M
第一节辐射测温基本原理
四、单色辐射高温计和辐射温度计
1)应用普朗克定律制作的单色辐射高温计
2)应用辐射定律制作的辐射高温计
3)当温度变化时,光谱辐射出射度的增长要比辐射出射度的增长要快得多。单色辐射高温计的灵敏度高
第二节单色辐射高温计
光学高温计
光电高温计
一、光学高温计
由普朗克定律知道,物体的光谱辐射出射率M与温度有关,而物体在高温下会发光,称亮度,因亮度L与光谱辐射出射率M成正比,故通过测物体亮度L可求物体的温度。
L=cM=cελ M0 c-比例常数。
2 由亮度标注温度时需解决的问题:亮度温度
1)问题提出:同样亮度L,由于物体ελ不同,所以物体对应的温度是不同。因此某一亮度下仪表应对应标注何种温度?
2)解决办法:仪表标注的是黑体对应的温度Ts ,即亮度温度,实际物体的真实温度要进行修正。
第二节单色辐射高温计
1 基本工作原理: