红外测温传感器及红外辐射计实验报告.doc

文档介绍：三、红外测温传感器及红外辐射计的应用
【实验目的】
了解红外线的辐射与吸收，通过改变红外辐射的强度来验证维恩位移定律和斯蒂芬一 —玻耳兹曼定律。
学习红外辐射计的使用。
【实验原理】
黑体辐射
如果一个物体吸收任何波长全部辐射的率不仅与温度有 关，而且还与辐射体的表面状态、颜色等因素有关。
红外测温原理
由于物体的热辐射强度M=£bT4与温度的4次方成正比，因此，当物体表面有微小的温 度变化时，红外探测器的输出信号将有较大的变化。红外探测器的输出信号与接受到的辐射 强度成正比，即与温度的4次方成正比，这十分有利于测量物体表面的温度分布。红外测温 广泛应用于炼钢、保安、军事和无损探伤等领域。
红外检测仪器及设备
红外检测常用设备为热像仪和红外辐射计。热像仪由摄像部分和显示部分所组成，热像 °C,测温范围几百度。
【实验仪器和装置】
红外辐射计、红外线电炉、秒表等。
【实验内容】
红外线炉盘中央温度与辐射波长的测量
钢板中心区域温升速率的测量
【数据记录与数据处理】

表1红外线炉盘中央温度与辐射波长的测量表
时间t/min
温度T
波长
A/um
时间
t/min
温度T
波长
A/um
°C
K
°C
K
0

295. 55
10. 14
22

513. 75

2

330. 45

24


5. 79
4

369. 35
8. 12
26

525. 75

6


7. 46
28

533. 55
5. 62
8
151. 1
424. 25

30



10

444. 85
6. 74
32
264. 1
537. 25
5. 58
12


6. 38
34


5. 64
14

479. 55
6. 25
36

537. 75
5. 58
16

488. 95
6. 13
38

538. 35
5. 57
18

498. 55

40

538. 55
5. 57
20



推导维恩公式
黑体的普朗克定律：M®, T)= (Ci/A5) (l/ec2g) w/m3；
对波长求导得到 M/(A, T)=-5 (Ci/A6) (1/ecW-l) +(C2*ec2/^/22T)/(e
令上式等于零，取得极大值人mx，即得到维恩公式：2max=*10-3/T,
作T—t曲线，分析炉盘中心温升与时间的关系。
根据上图可得结论：在前26分钟，炉盘中心温度随着时间的推移而升高，之后继续加 热，则温度升高的趋势减缓，基本保持不变。
作T—2曲线，分析温度与黑体辐射波长的关系，验证维