N-6.4 非接觸式測(cè)溫ppt課件

1、16.4 非接觸式測(cè)溫 高溫測(cè)量中應(yīng)用最廣泛，主要應(yīng)用行業(yè)為冶金、鑄造、熱處理以及玻璃、陶瓷和耐火材料高溫測(cè)量中應(yīng)用最廣泛，主要應(yīng)用行業(yè)為冶金、鑄造、熱處理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工業(yè)生產(chǎn)過程中。等工業(yè)生產(chǎn)過程中。 任何物體處于絕對(duì)零度以上時(shí)，都會(huì)以一定波長電磁波的形式向外輻射能量。輻射式測(cè)溫任何物體處于絕對(duì)零度以上時(shí)，都會(huì)以一定波長電磁波的形式向外輻射能量。輻射式測(cè)溫儀表就是利用物體的輻射能量隨其溫度而變化的原理制成的。儀表就是利用物體的輻射能量隨其溫度而變化的原理制成的。 測(cè)量時(shí)，只需把溫度計(jì)光學(xué)接收系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體，而不必與物體接觸，因此可測(cè)量運(yùn)動(dòng)測(cè)量時(shí)，只需把溫度計(jì)光學(xué)接收系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被

2、測(cè)物體，而不必與物體接觸，因此可測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度并不會(huì)破壞物體溫度場。此外，由于感溫元件只接收輻射能，不必達(dá)到被測(cè)物物體的溫度并不會(huì)破壞物體溫度場。此外，由于感溫元件只接收輻射能，不必達(dá)到被測(cè)物體的實(shí)際溫度，從理論上講，它沒有上限，可以測(cè)量高溫。體的實(shí)際溫度，從理論上講，它沒有上限，可以測(cè)量高溫。 非接觸測(cè)溫儀表分類：光學(xué)高溫計(jì)、輻射式溫度計(jì)非接觸測(cè)溫儀表分類：光學(xué)高溫計(jì)、輻射式溫度計(jì)26.4 非接觸式測(cè)溫6.4.1 熱輻射基本定理熱輻射基本定理6.4.2 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)6.4.3 光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)6.4.4 輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)6.4.5 比色溫度計(jì)比色溫度計(jì)36.4.1 熱輻射

3、基本定理 輻射換熱是三種基本的熱交換形式之一輻射換熱是三種基本的熱交換形式之一 波長范圍：波長范圍：10-3m10-8m在低溫時(shí)，物體輻射能量很小，主要發(fā)射的是紅外線。隨著溫度的升高，輻射能量急劇增加，在低溫時(shí)，物體輻射能量很小，主要發(fā)射的是紅外線。隨著溫度的升高，輻射能量急劇增加，輻射光譜也向短波方向移動(dòng)，在輻射光譜也向短波方向移動(dòng)，在5000C左右時(shí)。輻射光譜包括了部分可見光；到左右時(shí)。輻射光譜包括了部分可見光；到8000C時(shí)可見時(shí)可見光大大增加，即呈現(xiàn)光大大增加，即呈現(xiàn)“紅熱紅熱”；如果到；如果到30000C時(shí)，輻射光譜包括更多的短波成分，使得物體時(shí)，輻射光譜包括更多的短波成分，使得物體

4、呈現(xiàn)呈現(xiàn)“白熱白熱”。輻射測(cè)溫的基本原理：觀察灼熱物體表面的輻射測(cè)溫的基本原理：觀察灼熱物體表面的“顏色顏色”來大致判斷物體的溫度。來大致判斷物體的溫度。4輻射能的分配當(dāng)物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的性質(zhì)，會(huì)發(fā)生部分能量吸收、透射和反當(dāng)物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的性質(zhì)，會(huì)發(fā)生部分能量吸收、透射和反射射 RDAQQQQQQQQQQRDA1 吸收率；吸收率； 透射率；透射率； 反射率。反射率。 Q輻射能輻射能 單位為焦耳單位為焦耳(J)5物體分類： 黑體（絕對(duì)黑體）：黑體（絕對(duì)黑體）：照射到物體上的輻射能全被吸收，無反射也無透射。照射到物體上的輻射能全被吸收，無反射也無透射。 透

5、明體：透明體：照射到物體上的輻射能全部透射過去，既無吸收又無反射。照射到物體上的輻射能全部透射過去，既無吸收又無反射。鏡體、白體：鏡體、白體：照射到物體上的輻射能全部反射出去。若物體表現(xiàn)平整光滑，反射具有一定規(guī)律，則該物體照射到物體上的輻射能全部反射出去。若物體表現(xiàn)平整光滑，反射具有一定規(guī)律，則該物體稱之為稱之為“鏡體鏡體”；若反射無一定規(guī)律，則該物體稱為；若反射無一定規(guī)律，則該物體稱為“絕對(duì)白體絕對(duì)白體”或者簡稱為或者簡稱為“白體白體”。6在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在的。一般固體和液體的在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在的。一般固體和液體的值很小或等于零，而氣值很小或等于零，而

6、氣體的體的值較大。對(duì)于一般工程材料來講，值較大。對(duì)于一般工程材料來講， 0而而+ =1，稱為灰體。，稱為灰體。 從傳熱學(xué)角度看，可以人為制造黑體。從傳熱學(xué)角度看，可以人為制造黑體。 7熱輻射的重要參數(shù)輻射能輻射能Q 以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的能量稱為輻射能，單位為焦耳以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的能量稱為輻射能，單位為焦耳(J)。輻射能通量輻射能通量 是輻射能隨時(shí)間的變化率，又稱輻射率：是輻射能隨時(shí)間的變化率，又稱輻射率： ，其單位是瓦特，其單位是瓦特(W)。 輻射強(qiáng)度輻射強(qiáng)度I 在給定方向上的立體角單元內(nèi)，離開點(diǎn)輻射源在給定方向上的立體角單元內(nèi)，離開點(diǎn)輻射源(或輻射源面單元或輻射源面單元

7、)的輻射功率除以該的輻射功率除以該立體角單元，稱為該方向上的輻射強(qiáng)度，其單位為瓦立體角單元，稱為該方向上的輻射強(qiáng)度，其單位為瓦/球面度球面度(W/sr)。dtdQ8熱輻射的重要參數(shù)輻射出射度輻射出射度M 離開輻射源表面一點(diǎn)處的面單元上的輻射能量除以該單元面積，稱為該點(diǎn)的輻離開輻射源表面一點(diǎn)處的面單元上的輻射能量除以該單元面積，稱為該點(diǎn)的輻射出射度，即射出射度，即 ，輻射出射度的單位為瓦，輻射出射度的單位為瓦/米米2(W/m2)。輻射亮度輻射亮度L和光譜輻射亮度和光譜輻射亮度 表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上的輻射強(qiáng)度，除以該面元在垂直表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上的輻射強(qiáng)度，除以該面元在垂直于給定方

8、向平面上的正投影面積，稱為該方向的輻射亮度于給定方向平面上的正投影面積，稱為該方向的輻射亮度L。輻射亮度實(shí)際上包括所有波長。輻射亮度實(shí)際上包括所有波長的輻射能量。如果是輻射光譜中某一波長的輻射能量則稱為在此波長下的光譜輻射亮度。的輻射能量。如果是輻射光譜中某一波長的輻射能量則稱為在此波長下的光譜輻射亮度。dSdM9基爾霍夫定律各物體的輻射出射度和吸收率的比值都相同，和物體的性質(zhì)無關(guān)，是物體的溫度各物體的輻射出射度和吸收率的比值都相同，和物體的性質(zhì)無關(guān)，是物體的溫度和發(fā)射波長的函數(shù)和發(fā)射波長的函數(shù) ),(.),(),(),(),(),(),(221100TfTTMTTMTTM式中：式中：M0(,

9、T), M1(,T), M2(,T) 物體的單色物體的單色()輻射出射度；輻射出射度； 0(,T), 2(,T) , 2(,T) 物體的單色物體的單色()吸收率。吸收率。10若物體若物體A0絕對(duì)黑體，那么絕對(duì)黑體，那么0(,T) =1 1，根據(jù)基氏定律，根據(jù)基氏定律 ),(.),(),(),(),(02211TMTTMTTM物體的輻射出射度和吸收率之比等于絕對(duì)黑體在同樣的溫度下，物體的輻射出射度和吸收率之比等于絕對(duì)黑體在同樣的溫度下，相同波長時(shí)的輻射出射度。這是基氏定律的另一種說法。相同波長時(shí)的輻射出射度。這是基氏定律的另一種說法。設(shè)設(shè)M(,T)為物體為物體A在波長為在波長為 ，溫度為，溫度為

10、T下的輻射出射度。下的輻射出射度。 ),(),(),(),(0TTTMTM式中，式中，稱為物體稱為物體A的單色輻射率，或稱為單色黑度系數(shù)。的單色輻射率，或稱為單色黑度系數(shù)。它表明了在一定的溫度和波長下，物體它表明了在一定的溫度和波長下，物體A的輻射出射度與相同溫的輻射出射度與相同溫度和波長下黑體的輻射出射度之比。度和波長下黑體的輻射出射度之比。 基爾霍夫定律說明，物體的輻射能力與它的吸收能力是相同的?；鶢柣舴蚨烧f明，物體的輻射能力與它的吸收能力是相同的。 11在全波長內(nèi)，任何物體的全輻射出射度等于單波長的輻射出射度在全波長內(nèi)的積分：在全波長內(nèi)，任何物體的全輻射出射度等于單波長的輻射出射度在全

11、波長內(nèi)的積分： )()(),()(),(),(),()(000000TMTAdTMTAdTMTdTMTM式中，式中，A(T) 物體物體A在溫度在溫度T下的全吸收率，下的全吸收率， M0(T) 黑體在溫度黑體在溫度T下的全輻射出射度。下的全輻射出射度。基氏定律的積分形式為基氏定律的積分形式為 TTATMTM)()()(0它表明了在一定的溫度它表明了在一定的溫度T下，物體下，物體A的輻射出射度與相同溫度下的輻射出射度與相同溫度下黑體的輻射出射度之比。一般物體的黑體的輻射出射度之比。一般物體的T1， T越接近越接近1,表明它與黑體的輻射能力越接近。表明它與黑體的輻射能力越接近。12黑體輻射定律 普朗

12、克定律普朗克定律(單色輻射強(qiáng)度定律單色輻射強(qiáng)度定律) 維恩公式維恩公式 斯蒂芬波爾茲曼定律斯蒂芬波爾茲曼定律 （全輻射強(qiáng)度定律，也稱為四次方定律）（全輻射強(qiáng)度定律，也稱為四次方定律）13 普朗克定律(單色輻射強(qiáng)度定律)溫度為溫度為T的單位面積元的絕對(duì)黑體，在半球面方向所輻射的的單位面積元的絕對(duì)黑體，在半球面方向所輻射的波長為波長為 的輻射出射度為的輻射出射度為1511520) 1() 1(2),(2TCTkhceCehcTM式中，式中，c光速；光速； h普朗克常數(shù)，普朗克常數(shù)，6.62617610-34Js； k波爾茲曼常數(shù)，波爾茲曼常數(shù)，1.3806624410-23J/K； C1第一輻射常

13、數(shù)，第一輻射常數(shù)，3.741810-16Wm2； C2第二輻射常數(shù)，第二輻射常數(shù)，1.438810-12mK； T絕對(duì)溫度。絕對(duì)溫度。公式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是它對(duì)于低溫與高溫都是適用的。公式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是它對(duì)于低溫與高溫都是適用的。 14 維恩公式理論上說明了黑體在各種溫度下能量波長分布的規(guī)律理論上說明了黑體在各種溫度下能量波長分布的規(guī)律 TCeCTM2510),(公式簡單，但是僅適用于不超過公式簡單，但是僅適用于不超過3000K的溫度范圍的溫度范圍 。黑體的輻射本領(lǐng)是波長和溫度的函數(shù)，當(dāng)波長一定時(shí)，黑體的輻射本領(lǐng)是波長和溫度的函數(shù)，當(dāng)波長一定時(shí)，黑體的輻射本領(lǐng)就僅僅是溫度的函數(shù)，即黑體的輻

14、射本領(lǐng)就僅僅是溫度的函數(shù)，即)(),(0TfTM上式就是光學(xué)高溫計(jì)和比色高溫計(jì)測(cè)溫的理論根據(jù)上式就是光學(xué)高溫計(jì)和比色高溫計(jì)測(cè)溫的理論根據(jù) 15斯蒂芬波爾茲曼定律溫度為溫度為T的絕對(duì)黑體，單位面積元在半球方向上所發(fā)射的全部波長的輻射出射度與溫度的絕對(duì)黑體，單位面積元在半球方向上所發(fā)射的全部波長的輻射出射度與溫度T的四次方成正比。的四次方成正比。 0443245151000152) 1(),()(2TThckdeCdTMTMTC式中，式中，斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)，斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)，5.6696110-3W/(m2K4)。 上式就是輻射式溫度計(jì)測(cè)溫的理論根據(jù)。上式就是輻射式溫度計(jì)測(cè)溫的理論根據(jù)。全輻射

15、強(qiáng)度定律是單色輻射強(qiáng)度定律在全波長內(nèi)積分的結(jié)果。全輻射強(qiáng)度定律是單色輻射強(qiáng)度定律在全波長內(nèi)積分的結(jié)果。166.4 非接觸式測(cè)溫6.4.1 熱輻射基本定理熱輻射基本定理6.4.2 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)6.4.3 光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)6.4.4 輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)6.4.5 比色溫度計(jì)比色溫度計(jì)176.4.2 光學(xué)高溫計(jì) 精密光學(xué)高溫計(jì)：用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的精密測(cè)試；精密光學(xué)高溫計(jì)：用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的精密測(cè)試；標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)高溫計(jì)：用于量值的傳遞，例如，在物質(zhì)熔標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)高溫計(jì)：用于量值的傳遞，例如，在物質(zhì)熔點(diǎn)、熱容量和相變點(diǎn)的測(cè)定中使用。點(diǎn)、熱容量和相變點(diǎn)的測(cè)定中使用。光學(xué)高溫計(jì)可用來測(cè)量光學(xué)高溫計(jì)可用來測(cè)

16、量80032000C的高溫。的高溫。由于采用用肉眼進(jìn)行色度比較，所以測(cè)量誤差與人的由于采用用肉眼進(jìn)行色度比較，所以測(cè)量誤差與人的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為亮度溫度光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為亮度溫度(TL)，被測(cè)對(duì)象為，被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要通過修正才能得到非黑體的真實(shí)溫度。非黑體時(shí)，要通過修正才能得到非黑體的真實(shí)溫度。18工業(yè)用光學(xué)高溫計(jì)分類隱絲式：利用調(diào)節(jié)電阻來改變高溫?zé)襞莸墓ぷ麟娏?，?dāng)燈絲的亮度與被測(cè)物體的亮度一致時(shí)，隱絲式：利用調(diào)節(jié)電阻來改變高溫?zé)襞莸墓ぷ麟娏?，?dāng)燈絲的亮度與被測(cè)物體的亮度一致時(shí)，燈泡的亮度就代表了被測(cè)物體的亮度溫度。燈泡的亮度就代表了被測(cè)物體的亮度溫度。

17、恒定亮度式：利用減光楔來改變被測(cè)物體的亮度，使它與恒定亮度溫度的高溫?zé)襞菹啾容^，恒定亮度式：利用減光楔來改變被測(cè)物體的亮度，使它與恒定亮度溫度的高溫?zé)襞菹啾容^，當(dāng)兩者亮度相等時(shí)，根據(jù)減光楔旋轉(zhuǎn)的角度來確定被測(cè)物體的亮度溫度。由于隱絲式光學(xué)高當(dāng)兩者亮度相等時(shí)，根據(jù)減光楔旋轉(zhuǎn)的角度來確定被測(cè)物體的亮度溫度。由于隱絲式光學(xué)高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)和使用方法都優(yōu)于恒定亮度式，所以應(yīng)用廣泛。溫計(jì)的結(jié)構(gòu)和使用方法都優(yōu)于恒定亮度式，所以應(yīng)用廣泛。19隱絲式光學(xué)高溫計(jì) 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)紅色濾波片紅色濾波片造成一個(gè)較窄的有效波長；造成一個(gè)較窄的有效波長；吸收玻璃吸收玻璃目的是擴(kuò)展量程；目的是擴(kuò)展量程；目鏡和物鏡目鏡和物鏡構(gòu)

18、成一套光學(xué)系統(tǒng)；構(gòu)成一套光學(xué)系統(tǒng)；電測(cè)系統(tǒng)電測(cè)系統(tǒng) 包括指示儀表、燈泡、電源和調(diào)節(jié)電阻四部分；包括指示儀表、燈泡、電源和調(diào)節(jié)電阻四部分； 光學(xué)高溫?zé)襞荩簶?biāo)準(zhǔn)輻射源；光學(xué)高溫?zé)襞荩簶?biāo)準(zhǔn)輻射源； 電源、調(diào)節(jié)電阻和指示儀表組成測(cè)量電路；電源、調(diào)節(jié)電阻和指示儀表組成測(cè)量電路； 原理一般有電壓表式，電流表式以及不平衡電橋和平衡電橋式四種。原理一般有電壓表式，電流表式以及不平衡電橋和平衡電橋式四種。 20WGG2-201型光學(xué)高溫計(jì) 1物鏡；物鏡；2吸收玻璃；吸收玻璃；3燈泡；燈泡；4紅色濾波片；紅色濾波片；5目鏡；目鏡；6指示儀器；指示儀器；7滑線電阻；滑線電阻；E電源；電源；K開關(guān)；開關(guān)；R1刻線調(diào)整

19、電阻刻線調(diào)整電阻21亮度溫度 為了校正光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量非黑體的溫度比真實(shí)溫度偏為了校正光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量非黑體的溫度比真實(shí)溫度偏低的偏差。低的偏差。定義：當(dāng)被測(cè)物體為非黑體，在同一波長下的光譜輻定義：當(dāng)被測(cè)物體為非黑體，在同一波長下的光譜輻射亮度同絕對(duì)黑體的光譜輻射亮度相等時(shí)，則黑體的射亮度同絕對(duì)黑體的光譜輻射亮度相等時(shí)，則黑體的溫度稱為被測(cè)物體在波長為時(shí)的亮度溫度。溫度稱為被測(cè)物體在波長為時(shí)的亮度溫度。)(00LTTTTLL左邊為非黑體光譜輻射亮度，左邊為非黑體光譜輻射亮度，右邊為黑體的光譜輻射亮度右邊為黑體的光譜輻射亮度 。22根據(jù)維恩公式有根據(jù)維恩公式有LTCTCTee22對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，并

20、加以整理，得對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，并加以整理，得TLCTT1ln112式中，式中，T被測(cè)物體在溫度為，波長為時(shí)的單色黑度系數(shù)；被測(cè)物體在溫度為，波長為時(shí)的單色黑度系數(shù)； T被測(cè)物體的真實(shí)溫度；被測(cè)物體的真實(shí)溫度； TL被測(cè)物體的亮度溫度。被測(cè)物體的亮度溫度。從上面的公式可知，只要已知物體的單色黑度系數(shù)，就可以通過亮度溫度求出物體的從上面的公式可知，只要已知物體的單色黑度系數(shù)，就可以通過亮度溫度求出物體的真實(shí)溫度。真實(shí)溫度。236.4 非接觸式測(cè)溫6.4.1 熱輻射基本定理熱輻射基本定理6.4.2 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)6.4.3 光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)6.4.4 輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)6.4.5 比色溫

21、度計(jì)比色溫度計(jì)246.4.3 光電高溫計(jì) 光學(xué)高溫計(jì)是由人工操作來完成亮度平衡工作的，其測(cè)量結(jié)果帶有操作者的主觀誤差。光學(xué)高溫計(jì)是由人工操作來完成亮度平衡工作的，其測(cè)量結(jié)果帶有操作者的主觀誤差。它不能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和記錄，當(dāng)被測(cè)溫度低于它不能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和記錄，當(dāng)被測(cè)溫度低于8000C時(shí)，光學(xué)高溫計(jì)對(duì)亮度無法進(jìn)行平衡。時(shí)，光學(xué)高溫計(jì)對(duì)亮度無法進(jìn)行平衡。光電高溫計(jì)是在光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型測(cè)溫儀表。它采用新光電高溫計(jì)是在光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型測(cè)溫儀表。它采用新型的光電器件，自動(dòng)進(jìn)行平衡，達(dá)到連續(xù)測(cè)量的目的。型的光電器件，自動(dòng)進(jìn)行平衡，達(dá)到連續(xù)測(cè)量的目的。

22、 25主要特點(diǎn)：采用光敏電阻或者光電池作為感受輻射源的敏感元件來代替人眼的觀察；采用光敏電阻或者光電池作為感受輻射源的敏感元件來代替人眼的觀察；采用一參考輻射源與被測(cè)物體進(jìn)行亮度比較，由光敏元件和電子放大器組成鑒別和調(diào)整環(huán)節(jié)，采用一參考輻射源與被測(cè)物體進(jìn)行亮度比較，由光敏元件和電子放大器組成鑒別和調(diào)整環(huán)節(jié)，使參考輻射源在選定的波長范圍內(nèi)的亮度自動(dòng)跟蹤被測(cè)物體的輻射亮度，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)即可使參考輻射源在選定的波長范圍內(nèi)的亮度自動(dòng)跟蹤被測(cè)物體的輻射亮度，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)即可得到測(cè)量值；得到測(cè)量值；在平衡式測(cè)量方式中，光敏元件只起指零作用，它的特性如有變化，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小，在平衡式測(cè)量方式中，光敏元件

23、只起指零作用，它的特性如有變化，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小，參考輻射源選用鎢絲燈泡，能保持較高的穩(wěn)定性，因此具有較高的精度和連續(xù)測(cè)量的特性；參考輻射源選用鎢絲燈泡，能保持較高的穩(wěn)定性，因此具有較高的精度和連續(xù)測(cè)量的特性；設(shè)計(jì)了手動(dòng)值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實(shí)溫度；設(shè)計(jì)了手動(dòng)值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實(shí)溫度；采用新型光敏元件，測(cè)量范圍寬，約為采用新型光敏元件，測(cè)量范圍寬，約為20016000C。26WDL-31型光電高溫計(jì)的工作原理 1物鏡；物鏡；2同步信號(hào)發(fā)生器；同步信號(hào)發(fā)生器；3調(diào)制鏡；調(diào)制鏡；4微電機(jī)；微電機(jī)；5反光鏡；反光鏡；6聚光鏡；聚光鏡；7參比燈；參比燈；8探測(cè)元件探測(cè)元件27(1)瞄準(zhǔn)光

24、路由物鏡對(duì)由物鏡對(duì)0.5m 處被測(cè)物體調(diào)焦成像在分劃板上。通過目鏡組可清晰地觀察到被處被測(cè)物體調(diào)焦成像在分劃板上。通過目鏡組可清晰地觀察到被測(cè)物體的瞄準(zhǔn)部位測(cè)物體的瞄準(zhǔn)部位 1調(diào)制鏡；調(diào)制鏡；2微電機(jī)；微電機(jī)；3反光鏡；反光鏡；4可變光闌；可變光闌；5聚光鏡組；聚光鏡組； 6參比燈；參比燈；7-目鏡組目鏡組8、9-保護(hù)窗；保護(hù)窗；10物鏡；物鏡；11-入射光瞳；入射光瞳；12-衰減玻璃；衰減玻璃；13探測(cè)元件；探測(cè)元件；14-濾光片；濾光片；15-保護(hù)保護(hù)光闌；光闌；16-分劃板；分劃板；17透鏡玻璃；透鏡玻璃；18-出射光闌；出射光闌；19-保護(hù)玻璃保護(hù)玻璃28(2)檢測(cè)光路檢測(cè)光路物鏡將被

25、測(cè)物體的輻射能量會(huì)聚，經(jīng)衰減玻璃及與物鏡光軸成物鏡將被測(cè)物體的輻射能量會(huì)聚，經(jīng)衰減玻璃及與物鏡光軸成450角的調(diào)制鏡的反射，進(jìn)入視場光闌孔中，由探測(cè)元件接收。角的調(diào)制鏡的反射，進(jìn)入視場光闌孔中，由探測(cè)元件接收。(3)參比光路參比光路參比燈輻射的能量經(jīng)聚光燈組會(huì)聚后，通過可變光闌，由反射參比燈輻射的能量經(jīng)聚光燈組會(huì)聚后，通過可變光闌，由反射鏡反射鏡反射 ，再穿過調(diào)制鏡葉片的空間，進(jìn)入視場光闌孔中，經(jīng)濾，再穿過調(diào)制鏡葉片的空間，進(jìn)入視場光闌孔中，經(jīng)濾波片也由探測(cè)元件接收。波片也由探測(cè)元件接收。隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)制鏡，對(duì)兩路輻射通量作切換調(diào)制，使其隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)制鏡，對(duì)兩路輻射通量作切換調(diào)制，使

26、其交替被探測(cè)元件接收。交替被探測(cè)元件接收。 在參比光路中的可變光闌用作黑度系數(shù)的手動(dòng)修正。在參比光路中的可變光闌用作黑度系數(shù)的手動(dòng)修正。29儀器的工作光譜范圍由光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)元件決定。儀器的工作光譜范圍由光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)元件決定。量程范圍在量程范圍在4008000C及以下各量程，采用硫化鉛光敏電阻作探測(cè)元件，并配合鍺濾光片。及以下各量程，采用硫化鉛光敏電阻作探測(cè)元件，并配合鍺濾光片。光譜范圍短限由鍺濾光片確定，長限由光學(xué)玻璃材質(zhì)的物鏡確定，約在光譜范圍短限由鍺濾光片確定，長限由光學(xué)玻璃材質(zhì)的物鏡確定，約在1.82.7。峰值由探。峰值由探測(cè)元件確定，約為測(cè)元件確定，約為2.5。量程范圍量程范圍60

27、010000C及以上各量程，采用硅光電池作探測(cè)元件，并配合及以上各量程，采用硅光電池作探測(cè)元件，并配合HB850有色玻璃濾有色玻璃濾光片。光譜范圍的短限也由濾光片確定，長限和峰值由探測(cè)元件確定。光譜范圍約在光片。光譜范圍的短限也由濾光片確定，長限和峰值由探測(cè)元件確定。光譜范圍約在0.81.1，峰值約為，峰值約為0.95，均在紅外線波長范圍內(nèi)。，均在紅外線波長范圍內(nèi)。儀器的量程范圍用光學(xué)衰減的方式改變。儀器的量程范圍用光學(xué)衰減的方式改變。各種量程都保持參比燈工作電流在某一固定范圍內(nèi)變化，即在量程上限時(shí)工作電流不超過各種量程都保持參比燈工作電流在某一固定范圍內(nèi)變化，即在量程上限時(shí)工作電流不超過25

28、0mA。 對(duì)于低溫量程，將參比燈的輻射能量衰減；對(duì)于低溫量程，將參比燈的輻射能量衰減； 對(duì)于高溫量程，則將被測(cè)輻射能量進(jìn)行衰減。對(duì)于高溫量程，則將被測(cè)輻射能量進(jìn)行衰減。探測(cè)元件為硫化鉛光敏電阻時(shí)，衰減玻璃選用探測(cè)元件為硫化鉛光敏電阻時(shí)，衰減玻璃選用GRB1隔熱玻璃。探測(cè)元件為硅光電池時(shí)，采隔熱玻璃。探測(cè)元件為硅光電池時(shí)，采用用LB6綠色玻璃。綠色玻璃。306.4 非接觸式測(cè)溫6.4.1 熱輻射基本定理熱輻射基本定理6.4.2 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)6.4.3 光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)6.4.4 輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)6.4.5 比色溫度計(jì)比色溫度計(jì)316.4.4 輻射溫度計(jì) 根據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，即物體

29、的總輻射強(qiáng)度與物體溫度的四次方成正比的關(guān)系來進(jìn)行測(cè)量的。根據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，即物體的總輻射強(qiáng)度與物體溫度的四次方成正比的關(guān)系來進(jìn)行測(cè)量的。組成：輻射感溫器和顯示儀表兩部分組成：輻射感溫器和顯示儀表兩部分可用于測(cè)量可用于測(cè)量40020000C高溫，多為現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)。高溫，多為現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)現(xiàn)場高溫環(huán)境的要求，可在輻射感溫器外加裝水冷夾套。輻射高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為輻為適應(yīng)現(xiàn)場高溫環(huán)境的要求，可在輻射感溫器外加裝水冷夾套。輻射高溫計(jì)測(cè)量的溫度稱為輻射溫度，被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要通過修正才能得到非黑體的真實(shí)溫度。射溫度，被測(cè)對(duì)象為非黑體時(shí)，要通過修正才能得到非黑體的真實(shí)溫度。 32熱電堆結(jié)構(gòu)和補(bǔ)

30、償光闌 (a):1云母基片；云母基片；2受熱靶面；受熱靶面；3熱電耦絲；熱電耦絲；4引出線引出線(b):1-補(bǔ)償片；補(bǔ)償片；2-雙金屬片雙金屬片33WFT-202型輻射感溫器結(jié)構(gòu)1物鏡；物鏡；2外殼；外殼；3補(bǔ)償光闌；補(bǔ)償光闌；4座架；座架；5熱電堆；熱電堆；6接線柱；接線柱；7穿線套；穿線套；8蓋；蓋；9目鏡；目鏡；10校正片；校正片；11小齒軸小齒軸34輻射溫度 對(duì)于輻射式溫度計(jì)，它是以絕對(duì)黑體的輻射能為基準(zhǔn)對(duì)儀器進(jìn)對(duì)于輻射式溫度計(jì)，它是以絕對(duì)黑體的輻射能為基準(zhǔn)對(duì)儀器進(jìn)行分度的，所以儀器測(cè)出的值稱為輻射溫度。行分度的，所以儀器測(cè)出的值稱為輻射溫度。輻射溫度的定義：黑體的總輻射能等于非黑體的

31、總輻射能時(shí)，輻射溫度的定義：黑體的總輻射能等于非黑體的總輻射能時(shí)，此黑體的溫度即為非黑體的輻射溫度。根據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，此黑體的溫度即為非黑體的輻射溫度。根據(jù)全輻射強(qiáng)度定理，總輻射能相等，則有：總輻射能相等，則有：44FTTT41TFTT因?yàn)榉呛隗w因?yàn)榉呛隗wT 1，則，則TFT因此用輻射溫度計(jì)測(cè)出的溫度要比物體的真實(shí)溫度低。因此用輻射溫度計(jì)測(cè)出的溫度要比物體的真實(shí)溫度低。356.4 非接觸式測(cè)溫6.4.1 熱輻射基本定理熱輻射基本定理6.4.2 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)6.4.3 光電高溫計(jì)光電高溫計(jì)6.4.4 輻射溫度計(jì)輻射溫度計(jì)6.4.5 比色溫度計(jì)比色溫度計(jì)366.4.5 比色溫度計(jì) 原理：

32、通過測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)或兩個(gè)以上波長的光譜原理：通過測(cè)量熱輻射體在兩個(gè)或兩個(gè)以上波長的光譜輻射亮度之比來測(cè)量溫度。輻射亮度之比來測(cè)量溫度。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，響應(yīng)快，可觀察小目標(biāo)特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，響應(yīng)快，可觀察小目標(biāo)(最小可到最小可到2mm)。 因?yàn)閷?shí)際物體的單色黑度系數(shù)和全輻射黑度系數(shù)的因?yàn)閷?shí)際物體的單色黑度系數(shù)和全輻射黑度系數(shù)的數(shù)值相差很大，但是對(duì)同一物體的不同波長的單色黑度數(shù)值相差很大，但是對(duì)同一物體的不同波長的單色黑度系數(shù)和來說，其比值的變化卻很小。所以用比色溫度計(jì)系數(shù)和來說，其比值的變化卻很小。所以用比色溫度計(jì)測(cè)得的溫度稱為比色溫度，它與物體的真實(shí)溫度很接測(cè)得的溫度稱為比色溫度，它與物體的真實(shí)溫度很接近，一般可以不進(jìn)行校正。近，一般可以不進(jìn)行校正。37比色溫度計(jì)原理結(jié)構(gòu)38 比色溫度 定義：黑體輻射的