工業(yè)儀表第3章溫度測(cè)量(編輯修改稿)
2025-05-26 06:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 2）銅熱電阻 ? 在 50~150 ℃ 范圍內(nèi)電阻 溫度關(guān)系近似線性； ? 價(jià)格便宜 ， 但易氧化 。 熱電阻的結(jié)構(gòu)型式 它主要由四部分組成：電阻絲、支架、引出線 和保護(hù)套管。 ３ .３ .４半導(dǎo)體熱電阻 1電阻體； 2引線； 3導(dǎo)體； 4玻璃管； 5保護(hù)管； 6密封填料； 7錫箔 特點(diǎn)：抗腐蝕性好，靈敏度高，熱慣性小，體積小，壽命長(zhǎng)，遠(yuǎn)距離傳送；但是，互換性差，測(cè)溫范圍小。 對(duì)骨架材料的要求： 1）電絕緣性能好； 2）足夠的機(jī)械強(qiáng)度； 3）體積膨脹系數(shù)小，以免給熱阻絲造成應(yīng)力； 4）對(duì)電阻絲無化學(xué)作用。 引線的要求： 1）電阻小，且電阻 溫度系數(shù)很小； 2）與熱電阻絲連接處的熱電勢(shì)小。 保護(hù)套管的要求： 免遭有害氣體的腐蝕和沾污，以及機(jī)械損傷。 結(jié)構(gòu)組成： 骨架、引出線、保護(hù)套管 非接觸式 測(cè)溫儀表 ? 特點(diǎn)： ? （ 1）測(cè)溫傳感器不破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)； ? （ 2）不受被測(cè)介質(zhì)的腐蝕和毒化； ? （ 3）傳感器不必與被測(cè)介質(zhì)達(dá)到熱平衡； ? （ 4）動(dòng)態(tài)特性好，可測(cè)量處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象溫度 ? 非接觸式測(cè)溫的主要原理：利用物體的熱輻射 光學(xué)高溫計(jì) 全輻射高溫計(jì) 比色高溫計(jì) 紅外溫度計(jì) ?輻射高溫計(jì)的種類： 在熱輻射分析中，光譜吸收比與波長(zhǎng)無關(guān)的物體 ? （ 1）物體的熱輻射與溫度的關(guān)系 ? 絕對(duì)黑體的 單色輻射強(qiáng)度 與波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系： 輻射測(cè)溫的物理基礎(chǔ) 單位時(shí)間單位面積上對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng) λ的輻射能 ?????? ?? ? TCCE ??? 2510 e x p維恩公式 普郎克第一 輻射常數(shù) 普郎克第二 輻射常數(shù) ? （ 2）灰體和實(shí)際物體的黑度 ? 在同溫度下，灰體的輻射能力低于絕對(duì)黑體，其單色輻射強(qiáng)度 Eλ和全輻射能 E均比絕對(duì)黑體小。關(guān)系： ? ? ?? 0 4000 TdEE ???對(duì)單色輻射強(qiáng)度在 λ ＝ 0～ ∞ 區(qū)間積分得全輻射能 E0： 灰體的單色 輻射黑度 斯蒂芬－波爾茲曼公式 ?????? ??? ? TCCEE ???? ???? 2510 e x p 灰體的黑度等于它的吸收比，它們不隨波長(zhǎng)而變化！ 實(shí)際物體的黑度隨波長(zhǎng)而變化，但一般工程物體的黑度隨波長(zhǎng)的變化不太明顯，可近似看作是灰體。 灰體的全輻射強(qiáng)度 1251 1e x p ?? ?????? ????????TCCE??? ??顯然， 溫度越高，輻射能越大。 400 TEE ??? ?? 光學(xué)高溫計(jì) ? 工業(yè)用光學(xué)高溫計(jì)有 ： ? 隱絲式 :利用調(diào)節(jié)電阻來改變高溫?zé)襞莸墓ぷ麟娏?， 當(dāng)燈絲的亮度與被測(cè)物體的亮度 — 致時(shí) ， 燈泡的亮度就代表了被測(cè)物體的亮度溫度 。 ? 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 。 ? 該儀器測(cè)量的溫度是亮度溫度 ， 它不等于物體的真是溫度 。 （ 1）光學(xué)高溫計(jì)的原理 單色輻射強(qiáng)度的測(cè)量非常困難，常采用亮度測(cè)量方法。 依據(jù) ： 物體的發(fā)光亮度與物體的輻射強(qiáng)度成正比 。 直接測(cè)量亮度也不易 ， 故用比較亮度的方法 ， 即： 用一已知亮度的高溫?zé)艚z的亮度與被測(cè)物體的亮度相比較 。 當(dāng)其亮度相等時(shí) ， 按高溫?zé)艚z的已知溫度來反映被測(cè)物體的溫度 。 單色亮度與單色輻射強(qiáng)度的關(guān)系： ?????? ??? ?TCkCkEB???? 25100 e x p（ 2）亮度溫度 ???? ? 0EkkEB ?????????? 0000EkkEkEkEBB ????? ? 0BB ?對(duì)于灰體 灰體亮度等于同溫度下黑體亮度與灰體黑度之積 亮度溫度的定義： 在波長(zhǎng)為 λ的單色輻射中，當(dāng)物體在溫度 T時(shí)的亮度 Bλ與黑體在溫度 Ts時(shí)的亮度 B0λ相同時(shí)，則黑體的溫度 Ts即為物體的亮度溫度。 T與 TS的關(guān)系： 22ln CTTCTss?????? 1）光學(xué)系統(tǒng) ? 物鏡：調(diào)節(jié)物鏡使被測(cè)物體在燈絲平面上清晰成像 ? 目鏡：調(diào)節(jié)目鏡使燈絲清晰可見 ? 紅色濾光片：置于目鏡和物鏡之間，以滿足單色輻射條件 ? 灰色吸光玻璃：位于物鏡與燈泡之間，使被測(cè)物體亮度減弱后再與燈絲亮度比較，擴(kuò)大量程 ? 2）電測(cè)系統(tǒng) ? 組成：鎢絲燈、直流電路、電流調(diào)節(jié)變阻器、顯示儀表 ? 作用：通過調(diào)整燈絲電流調(diào)整高溫計(jì)燈絲的亮度，再用磁電式儀表來測(cè)量，并顯示與被測(cè)亮度相應(yīng)的溫度值。 ? 鎢絲燈作為亮度比較的標(biāo)準(zhǔn)，其燈絲亮度、加熱電流與溫度的關(guān)系已知，故可用電流表示亮度，進(jìn)而表示溫度。 ? 燈泡電源： 2～ 4V直流電源 （ 3）光學(xué)高溫計(jì)的構(gòu)造 物鏡 燈泡 吸收玻璃 目鏡 紅色濾光片 顯示儀表 滑線電阻 ? 將望遠(yuǎn)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體 ， 調(diào)節(jié)物鏡使測(cè)物體清晰成像在燈絲平面上； ? 調(diào)節(jié)目鏡使在觀察孔能清楚看到被測(cè)物體和燈絲像 。 ? 調(diào)節(jié)好后 ， 用定位螺絲將目鏡鎖緊 。 ? 此時(shí) ， 在被測(cè)物體的像所形成的發(fā)光背景上可看到燈絲 。 若燈絲亮度低于被測(cè)物體的亮度 ， 則物像背景上有一條暗的燈絲弧線；若高于被測(cè)物體亮度 ，則呈亮的弧線；若二者亮度相等 ， 燈絲隱沒在物像背景中 。 （ 4）光
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