一种新的红外测温仪的测温方法.pdf

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1、万方数据第28卷第3A期2007年9月计量学报ACFAMETROLOG[ffAS1NIC&28．No3A受ptember、20∞一种新的红外测温仪的测温方法张岷1，张忠恒1，曹柏林1，谭成章2(1．天津理工大学电信学院，天津300191；2南开大学物理学院，大律300071)摘要：提出的红外测温仪的测温方法是用个统一的公式来描述各种物体在不同条件下的热辐射规律(『f

2、i传统的黑体辐射公式只是特殊情况)，根据f付户而临的具体测量条件来设置红外测温仪测量参数值的力法，避开辐射率修正困难，使红外测温仪的测

3、温精度町达到oI％左右。关键词：计量学；红外测温仪；测温方法；辐射率修正；测温精度中图分类号：1阱42文献标识码：A文童编号：10001158(2007)3A0209—04ANewMeasuringMethodforInfraredThermometerZIULNGM一，ZHANGZhong-hengJ，CAOBo—Hnl，TANCheng-zhangz(1Sctm4del"E3eclxonic&hffom“on，Ti删inUniversityofTedmology，Ti叫in300191，Chin

4、a2．SchoolofPhysics，NankaiUrhvessity，Tiqin300071，China)Abstract：AlleWmeas咖methodforinfraredthermomelerisdeveIopedtode“：fibethelawofhezJradiationofallkindsof州eelsindifforentconditionsbyaunifiedformula(tr丑ditlonalbhc曲0dyradiationformulaisusedo由inpeculiaro

5、on击fion)．s畦-tiIIgthepaⅫ∞ha∞onling10tim“mcreteomdifion，itc∞avoidthedifficultyofradiancemodifyingandimprove,theprecisionoftemperalua-emeasuringto01％Key洲s：Metralogy；础mredthermometer；Temperaturem翩圃谢皿gmethods；Radiancemodi轴lg；Temperaturememsme—menlaccuracy黑体

6、是能够完全吸收入射辐射并具有最大发射率的物体，它的光谱辐射能量可用Plan&公式表述为％B(^，T)=CI^。5(e≈“7—1)。1(1)式中，玩(^，F)为黑体发射的光谱辐射通量密度／w·cm一·m～；CI=3．74x10”W·cm2，称为第一辐射常数；C2=1．44cm·K，称为第二辐射常数；A为光谱辐射时的波长／prn；T为黑体的绝对温度，K。如上所述，黑体是个理想化的物理模型，自然界中实际存在的物体(测温对象)，其吸收能力及辐射能力都比黑体小，称为灰体。灰体的光谱辐射能量为E(^，r)=e(

7、^，T)Eo(^，T)=￡(^，T)c，^一5(eq“7—1)一1(2)式中，s(^，T)为被测物体在温度为，、辐射波长为A时的辐射率，0

8、办面的研究。万方数据210计量学报r)成比例的。因此，在使用红外测温仪时，必须求出被测物体的￡(A，T)数值，即进行辐射率修正。仙是，辐射率e(A，T)与被测对象的材料、表面状态、波长、温度蛆及辐射条件、环境冈素等均有复杂的关系，元法写山它的函数表达式。因此，很难准确地确定e(A，T)的数值。这就是使用传统红外测温仪测温遇到的辐射率修正困难u·。2避开辐射率修正困难的方法在经典近似情况下，红外测温仪的测温范围内满足条件：e。z“7》1”。Plan&公式町近似简化为Wien公式，即晶(A，T)=C．^

9、et“7(3)如果把波长^取为定值(加窄带滤波片)^。，则式(3)只与温度有关，故可改写为玩(T)=A。e％”(4)其中，Ao=clao-’，Bo=一c2／20。硅然式(4)是Wein公式的一种特殊形式(A=^。)，仍然只适用于黑体。但从式(4)的指数函数形式可以得到启发，只要将式(4)中的A。B。视为可变参数A、曰，就可以很自然地推广到灰体的情况，即灰体的光谱辐射能量为E(r)=Ae⋯(5)比较式(1)、(2)和式(4)、(5)可以看出：前者需要通过一个复杂的函数￡