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辐射式温度传感器测温原理及测温方法

来源:网络  点击:次  时间:2012/9/2 13:25:52
    自然界中任何物体只要其温度在绝对零点以上,就会不断地向周围空间辐射能量。温度越高,辐射能量就越多。任何物体又都能对辐射能量进行吸收、透射或反射。掌握了这里面的对应关系,就可以知道物体的温度,辐射式温度器就是基于这一原理研制而成的。
辐射式温度传感器利用一定温度物体的热辐射原理制成的,辐射能随物体温度的变化而变化。在应用辐射式温度传感器检测温度时,只需把传感器对准被测物体,不必与被测物体直接接触,属于非接触测温。它不会破坏被测对象的温度场,可测量运动物体的温度和小的被测对象的温度;传感器或热辐射能探测器不必达到与被测对象同样的温度,测温上限不受传感器材料熔点的限制;属于被动式温度测量(即无须电源);检测时传感器不必和被测对象达到热平衡,响应时间短,检测速度快,适于快速测温。
辐射式温度传感器测温方法主要有以下三种:
一、比色测温法
比色温度的定义是:黑体在波长λ1和λ2下的光谱辐射能量之比等于被测体在这两个波长下的光谱辐射能量之比,此时黑体的温度称为被测体的比色温度。
二、亮度测温法
亮度温度的定义是:某一被测体在温度为T、波长为入时的光谱辐射能量,等于黑体在同一波长下的光谱辐射能量。此时黑体的温度称为该物体在该波长下的亮度温度。
三、全辐射测温法
全辐射测温的理论依据是斯忒藩一玻耳兹曼定律。全辐射温度的定义是:当某一被测体的全波长范围的辐射总能量与黑体的全波长范围的辐射总能量相等时,黑体的温度Tb就称为该被测体的全辐射温度。
上述辐射式温度传感器三种测温方法中,比色测温与亮度测温都具有较高的精度。比色测温的抗干扰能力强,在一定程度上可以消除电源电压的影响和背景杂散光的影响等。全辐射测温容易受背景干扰。
辐射式温度传感器可测量高达2500摄氏度的温度,这是接触式温度传感器所无法比拟的,在很多温度测量场合也是唯一的一种测量方法。关于辐射式温度传感器的研究,重点要放在测量的精确性和稳定性方面,将周围环境对测量的影响降到最低。
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