最新热工测量仪表PPT非接触测温教学讲义PPT课件.ppt

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1、热工测量仪表PPT非接触测温第四章非接触测温方法和仪表主要内容第一节辐射测温的基本原理第二节单色辐射高温计第三节辐射温度计第四节比色高温计第五节红外温度计第一节辐射测温基本原理一、黑体的光谱辐射出射度M0λ和辐射出射度M01光谱辐射出射度M0λ1）全幅射体的辐射出射度M0λ（单位：w/m3）与波长λ和温度T有关（普朗克定律）为波长；c1，c2为普朗克第一，第二辐射常数3.7413*10-16(w.m2)1.4388*10-2(m.K)2）使用条件：温度低于3000K，波长较短的可见光范围内，用维恩公式代替普朗克定律，误差不

2、超过1%维恩公式第一节辐射测温基本原理由于实际存在的物体，其特性并不完全像灰体，所以需修正：1）光谱辐射出射度Mλ（普朗克定律）：2）辐射出射度M（斯忒潘—玻耳兹曼定律）注意：光谱发射率ελ和发射率ε，其值在0-1之间,都不是常数,用实验的方法测定。ε与温度、该物体的特性和表面情况有关，ελ则按基尔霍夫定律还与有关。三、实际物体的光谱辐射出射度Mλ和辐射出射度M第一节辐射测温基本原理四、单色辐射高温计和辐射温度计1）应用普朗克定律制作的单色辐射高温计2）应用辐射定律制作的辐射高温计3）当温度变化时，光谱辐射出射度的增长要比

3、辐射出射度的增长要快得多。单色辐射高温计的灵敏度高第二节单色辐射高温计光学高温计光电高温计一、光学高温计由普朗克定律知道，物体的光谱辐射出射率M与温度有关，而物体在高温下会发光，称亮度，因亮度L与光谱辐射出射率M成正比，故通过测物体亮度L可求物体的温度。L=cM=cελM0c-比例常数。2由亮度标注温度时需解决的问题：亮度温度1）问题提出：同样亮度L，由于物体ελ不同，所以物体对应的温度是不同。因此某一亮度下仪表应对应标注何种温度？2）解决办法：仪表标注的是黑体对应的温度Ts，即亮度温度，实际物体的真实温度要

4、进行修正。第二节单色辐射高温计1基本工作原理：3)亮度温度Ts：当物体在辐射波长为，温度为时T，其光谱辐射亮度L和黑体在辐射波长为，温度为Ts时的光谱辐射亮度L0相等，则把Ts称为这个物体在波长下的亮度温度。4)由亮度温度Ts如何求物体的真实温度T已知物体的辐射发射率ελ，将维恩公式代入：一、光学高温计第二节单色辐射高温计2由亮度标注温度时需解决的问题：亮度温度两者的亮度相等，故：注：0<ελ<1,测得的亮度温度总是低于真实温度，ελ越小，亮度温度与真实温度的差别越大。第二节单色辐射高温计二、光学高温计的结构和工作

5、原理1结构1）测量时，如灯丝亮度比辐射热源（被测物体）亮度低，则灯丝就在这个背景下呈现出暗的弧线2）如如灯丝亮度比辐射热源（被测物体）亮度高，则灯丝就在较暗的背景下呈现出亮的弧线3）如两者亮度一样，则灯丝就隐灭在发光背景里4）由毫安计的读数就是被测物体的亮度温度这种光学高温计叫“隐丝式光学高温计”。2工作原理第二节单色辐射高温计二、光学高温计的结构和工作原理(1)问题：由于亮度超过14000C时，钨丝易发生升华，（电阻值改变，且在灯泡玻璃上形成薄膜，改变了灯丝的温度－亮度特性），造成测量误差。(2)灰色吸收玻璃的作用：加入吸

6、收玻璃，在14000C以上时，可减弱热源进入仪表的亮度后，再和灯丝比较，加大光学高温计的测量范围。二、光学高温计的结构和工作原理第二节单色辐射高温计3一些元器件的作用1)灰色吸收玻璃通过吸收玻璃后的光谱辐射亮度观测者看到的光谱辐射亮度由于故知道τλ、T，可求T12)红色滤光片的作用：造成窄的光谱段，使其在波长范围0.6-0.7μm内进行亮度比较。好处:在于当被测温度变化时，对于一般的工业用光学高温计，可认为波长λ变化被忽略，一般λ＝0.66μm4光学高温计的测温下限由于人眼是感受件，只能看到可见光，这限制了被测物体的温度不能

7、低于700℃二、光学高温计的结构和工作原理第二节单色辐射高温计3一些元器件的作用（1）减少ελ的影响：光谱发射率ελ不是常数，给测量带来误差。尽量创造全辐射体的辐射条件。例如测量炉膛温度，可插入一根细长而有底的陶瓷管l/d>10，在充分受热后，从管口看进去管子的底部就可近似认为是全辐射体。三、使用光学高温计时的注意事项第二节单色辐射高温计（2）由于中间介质的影响：光学高温计不要距离被测物体太远，一般应在1—2m之内比较合适。光学高温计和被测物体之间的灰尘、烟雾、二氧化碳等对辐射都有吸收作用，造成误差。（3）光学高温计不宜测反

8、射光很强的物体，容易造成大误差（4）光学高温计的测量准确度比热电偶、热电阻低，并不能测物体内部温度。三、使用光学高温计时的注意事项第二节单色辐射高温计四、光电高温计1光学高温计的问题：测量时要手动平衡亮度；人判定平衡点，平衡点还可能因人而易；故它不是连续性测量仪表，应用受限制。2其工作原理