光学高温计ppt课件.ppt

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1、第七章非接触测温方法和仪表非接触测温主要是利用光辐射来测量物体温度。任何物体受热后都特有一部分的热能转变为辐射能，温度越高，则发射到周围空间的能量就越多。辐射能以波动形式表现出来，其波长的范围极广，从短波、x光、紫外光、可见光、红外光一直到电磁波。而在温度测量中主要是可见光和红外光，因为此类能量被接收以后，多转变为热能，使物体的温度升高，所以一般就称为热辐射。1第七章非接触测温方法和仪表辐射换热是三种基本的热交换形式之一波长范围10-3m～10-8m在低温时，物体辐射能量很小，主要发射的是红外线。随着温度的升高，辐射能量急剧增

2、加，辐射光谱也向短的方向移动，在5000C左右时,辐射光谱包括了部分可见光；到8000C时可见光大大增加，即呈现红热.如果到30000C包括更多的短波成分，使得物体呈现白热.辐射测温的基本原理：观察灼热物体表面的颜色来大致判断物体的温度时，辐射光谱2第七章非接触测温方法和仪表辐射能Q以辐射的形式发射、传播或接收的能量称为辐射能，单位为焦耳(J)辐射能通量是辐射能随时间的变化率，又称辐射率：其单位是瓦特(W)辐射强度I在给定方向上的立体角单元内，离开点辐射源或辐射源面单元的辐射功率除以该立体角单元，称为该方向上的辐射强度，其单位

3、为瓦/球面度(W/Sr)3第七章非接触测温方法和仪表黑体（绝对黑体）：照射到物体上的辐射能全部被吸收，既无反射也无透射。透明体：照射到物体上的辐射能全部透射过去，既无吸收又无反射。镜体、白体：照射到物体上的辐射能全部反射出去。若物体表现平整光滑，反射具有一定规律，则该物体称之为镜体若反射无一定规律，则该物体称为绝对白体或者简称为白体.4第七章非接触测温方法和仪表从传热学角度看，可以人为制造黑体5第七章非接触测温方法和仪表热辐射理论是辐射式测温仪表的理论依据。在温度测量中，主要涉及的波长范围是可见光与0.76～20μm的红外光区

4、。辐射出射度是指物体单位表面积在单位时间内所发射的全部波长范围的辐射能量的总和，并以符号M表示。如物体单位表面积单位时间内在波长λ处的dλ波段内所辐射的能量为dM，则把称为物体在波长λ处的光谱辐射出射度（又称单色辐射出射度）。显然辐射出射度M与光谱辐射出射度Mλ之间存在如下关系：6第七章非接触测温方法和仪表物体的亮度与物体辐射出射度的大小是成正比关系的。7第七章非接触测温方法和仪表也可用亮度表示：式中，为波长；c1为普朗克第一辐射常数,c2为普朗克第二辐射常数，h为普朗克常数；c为光速；k为玻耳兹曼常数普朗克定律:8第七章非

5、接触测温方法和仪表式中，为照射到物体单位面积上的辐通量(包括有不同波长的辐射)；为被物体吸收的辐通量。光谱吸收比基尔霍夫定律9第七章非接触测温方法和仪表在热平衡时被分析物体向四周的辐射功率等于它吸收的功率，10第七章非接触测温方法和仪表同样温度下，普通物体与绝对黑体向外界辐射能量的能力是不一样的。为什么？11第七章非接触测温方法和仪表假设物体温度不变，物体此时与外界热交换途径只有辐射方式，则物体吸收的辐射能将全部以辐射的方式传向外界。同样的能量辐射给绝对黑体和普通物体，绝对黑体吸收的多，辐射也就多。光谱发射率等于它的光谱吸收率

6、。12第七章非接触测温方法和仪表斯忒潘—玻耳兹曼定律:斯式潘根据实验得出结论，物体的总的辐射出射度与温度的四次方成正比。13第七章非接触测温方法和仪表热辐射电磁波中包含着各种波长，从实验可知，物体峰值辐射波长与物体自身的绝对温度T成以下关系维恩位移定律*14第七章非接触测温方法和仪表光学高温计测温原理：如果已知某物体亮度与其所处温度的对应关系，如果其他物体的亮度与之相等，他们的温度相等。精密光学高温计用于科学实验中的精密测试；标准光学高温计用于量值的传递，例如，在物质熔点、热容量和相变点的测定中使用。光学高温计可用来测量800

7、-3200摄氏度的高温由于采用用肉眼进行色度比较，所以测量误差与人的经验有关。光学高温计测量的温度称为亮度温度测对象为非黑体时，要通过修正才能得到非黑体的真实温度。15第七章非接触测温方法和仪表隐丝式利用调节电阻来改变高温灯泡的工作电流，当灯丝的亮度与被测物体的亮度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。恒定亮度式利用减光楔来改变被测物体的亮度，使它与恒定亮度温度的高温灯泡相比较，当两者亮度相等时，根据减光楔旋转的角度来确定被测物体的亮度温度。由于隐丝式光学高温计的结构和使用方法都优于恒定亮度式，所以应用广泛。16第七章

8、非接触测温方法和仪表隐丝式光学高温计隐丝式光学高温计光学系统红色滤波片，造成一个较窄的有效波长吸收玻璃，目的是扩展量程目镜和物镜是一套光学系统电测系统包括指示仪表、灯泡、电源和调节电阻四部分。光学高温灯泡：标准辐射源电源、调节电阻和指示仪表组成测量电路原理一般有电压表式，电流