第十章溫度測(cè)量-資料下載頁
2025-08-01 13:32本頁面
【正文】 比 。 0 ()MT04424()()TTM T TM T TTW m KT????????????8對(duì) 于 非 黑 體 的 一 般 物 體 ：式 中 ：為 溫 度 為 時(shí) 全 波 長 范 圍 的 材 料 發(fā) 射 率 ， 也 稱 為 黑 度 系 數(shù) ；為 斯 忒 潘 － 玻 耳 茲 曼 常 數(shù) ； ＝ 5 . 6 7 0 3 2 1 0為 物 體 的 熱 力 學(xué) 溫 度輻射式溫度計(jì)測(cè)溫的理論根據(jù)。 61 （三）普朗克定律（單色輻射強(qiáng)度定律） 1511520 )1()1(2)( 2 ???? ???? TCTkhceCehcTM ??? ???式中， c― 光速； h― 普朗克常數(shù)， 1034Js； k― 波爾茲曼常數(shù)， 1023J/K； C1― 第一輻射常數(shù)， 1016Wm2； C2― 第二輻射常數(shù)， 1012mK； T― 絕對(duì)溫度。 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波長為 λ 的輻射出射度為 描述輻射能量在各波長上的分布關(guān)系 也可以用輻射亮度來表示 ： 00 ()() MTLT ?? ??62 （四）維恩位移定律 最大輻射波長與溫度的關(guān)系 熱輻射光譜中包含著各種波長 ， 從實(shí)驗(yàn)可知 ， 物體峰值輻射波長 與物體自身的絕對(duì)溫度 T成以下關(guān)系 2897m T m K????m?63 溫度升高： 單色輻射強(qiáng)度隨溫度升高而增加； 總輻射能量增加； 峰值波長減小 。 每一條曲線下的面積表示該溫度下物體輻射能量的總和 ， 與溫度的四次方成正比 。 64 二、輻射溫度計(jì) （一）全輻射溫度計(jì) 利用物體的溫度與總輻射出射度的關(guān)系來測(cè)量溫度的 。 根據(jù)斯忒潘一玻耳茲曼定律總輻射出射度為： 0404()()M T TMTT????65 采用敏感元件測(cè)量出輻射功率的大小，就可以測(cè)量出被測(cè)對(duì)象的溫度； 主要由光學(xué)系統(tǒng)、輻射接收器、測(cè)量?jī)x表和輔助裝置組成； 可用于測(cè)量 50～ 20220C的高溫； 對(duì)物體黑度系數(shù)的估計(jì)偏差會(huì)給儀表帶來誤差； 環(huán)境溫度的變化也會(huì)使儀表產(chǎn)生誤差。 二、輻射溫度計(jì) 66 被測(cè)物與儀表之間的距離要滿足距離系數(shù)要求： L/D（ 傳感器前端面到被測(cè)對(duì)象表面的距離與被測(cè)對(duì)象的有效直徑之比 ） 進(jìn)行正確瞄準(zhǔn) ， 使目標(biāo)的像充滿接收器 ， 不能偏離 ， 否則也會(huì)產(chǎn)生誤差 。 67 應(yīng)該注意： 儀表是以絕對(duì)黑體輻射功率與溫度的關(guān)系分度的，而實(shí)際使用時(shí)，被測(cè)物體并不是黑體，這樣測(cè)出的溫度自然要低于被測(cè)物體的實(shí)際溫度。這個(gè)溫度被稱為 “ 輻射溫度 ” 。 T和 TF分別為物體的 真實(shí)溫度 和 輻射溫度 ； ?T為溫度 T時(shí)物體全輻射的發(fā)射率。因?yàn)榉呛隗w εT1，則 TFT 4441TFFTTTTT? ? ????68 (二 )部分輻射溫度計(jì) 為提高儀表的靈敏度 ， 熱敏元件不采用熱電堆 ， 而采用光電池 、 光敏電阻以及其它的一些 探測(cè)元件 ， 這些元件和熱電堆相比具有光譜選擇性 ， 它們 僅能對(duì)某一波長范圍的光譜產(chǎn)生效應(yīng) 。 因此它們對(duì)測(cè)量的要求是 ， 只能使工作光譜僅限于一定的光譜范圍內(nèi) 。 我們稱此類輻射溫度計(jì)為部分輻射溫度計(jì) 。 69 三、亮度溫度計(jì) 燈絲隱滅式光學(xué)溫度計(jì) 光電亮度溫度計(jì)：用光敏元件代替人眼，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量 。 亮度溫度計(jì)是利用物體在不同溫度下輻射的單色光亮度不同原理而測(cè)溫的。 211lnTLLTT T CTT????????為 亮 度 溫 度為 溫 度 為 時(shí) ， 波 長 的 單 色 發(fā) 射 率根據(jù)普朗克定律： 70 燈絲隱滅式光學(xué)溫度計(jì)（示意圖） 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 使用方便 ， 測(cè)溫范圍廣 （ 700~3200℃ ） ，一般可滿足工業(yè)測(cè)溫的準(zhǔn)確度要求 。 缺點(diǎn)： 人眼觀察 ， 并需用手動(dòng)平衡 ， 因此不能實(shí)現(xiàn)快速 測(cè)量和自動(dòng)記錄 ， 且測(cè)量結(jié)果帶有主觀性 。 將物體輻射的單色亮度和儀表內(nèi)部的高溫?zé)襞轃艚z亮度比較 。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)物體的亮度一致時(shí) ， 燈泡的亮度就代表了被測(cè)物體的亮度溫度 。 71 四、顏色溫度計(jì) 顏色溫度計(jì)：通過兩個(gè)光譜能量比的方法測(cè)量溫度 ， 所以也稱為比色溫度計(jì) 。 用這種方法測(cè)量非黑體溫度時(shí)得到的 “ 顏色溫度 ” ： 絕對(duì)黑體輻射的兩個(gè)波長 和 的亮度比等于非黑體的相應(yīng)亮度變化時(shí) ， 絕對(duì)黑體的溫度就稱為這個(gè)非黑體的顏色溫度 TC。 1? 2?注意： 根據(jù)熱輻射體的光譜發(fā)射率與波長的關(guān)系特性，顏色溫度可以小于、等于或大于真實(shí)溫度。 )11(ln1121221?????????CTTTTC72 紅外光硅光電池 10 可見光硅光電池 8 量程為 800~2022℃ ，精度為 ％ 優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，反應(yīng)速度快，測(cè)量范圍寬，測(cè)量溫度更接近真實(shí)溫度。
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