(完整word版)溫度測量方法匯總(word文檔良心出品)

1、溫度測量方法溫度是度量物體熱平衡條件下冷熱程度的物理量， 它反映了物體內(nèi)部微粒無規(guī)則運(yùn)動的 平均動能，是國際單位制中的 7 個基本物理量之一。由于在很多情況下，不能直接測量，故 是種特殊量。 自然界中， 很多物質(zhì)的物理屬性以及眾多的物理效應(yīng)均與溫度有關(guān)， 因此人們 利用他們隨溫度的變化規(guī)律來間接測量溫度。根據(jù)感溫元件與被測介質(zhì)接觸與否， 溫度測量方法可分為： 接觸式和非接觸式。 接觸式 測溫方法是通過傳導(dǎo)、 對流和輻射等傳熱方式感受被測介質(zhì)的溫度。 此方法雖然簡單、 方便， 但其間的熱阻及感溫元件的熱慣性都會影響測溫的迅速、準(zhǔn)確。 非接觸式測溫法的感溫元件不與被測物體相接處， 目前最常用的是輻

2、射法， 它直接利用被測對象的輻射能與溫度的對應(yīng) 關(guān)系來測量其溫度。與接觸式測溫方法相比，非接觸式測溫法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、動態(tài)響應(yīng)快。 2、適合特殊場合。 3、測溫范圍理論上無上限，其下線也隨技術(shù)發(fā)展在向中低溫擴(kuò)展。 由于非接觸式測溫法必須獲得被測量對象的熱輻射強(qiáng)度，因此存在以下缺點(diǎn)：1、受中間介質(zhì)影響大。 2、接收到的輻射能常常不能直接得出被測對象的實際溫度，需要進(jìn)行修正。對應(yīng)于兩種測溫方法，測溫儀器亦分為接觸式和非接觸式兩大類：接觸式儀器又可分為：膨脹式溫度計（包括液體和固體膨脹式溫度計、壓力式溫度計）、電阻式溫度計 （包括金屬熱電阻溫度計和半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計）、熱電式溫度計 （包括熱電偶

3、和 P-N 結(jié)溫度計 ） 以及其它原理的溫度計。非接觸式溫度計又可分為輻射溫度計、亮度溫度計和比色溫度計，由于它們都是以光輻 射為基礎(chǔ)，故也按統(tǒng)稱為輻射溫度計。熱電偶測溫的應(yīng)用原理熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。 其優(yōu)點(diǎn)是： 測量精度高。 因熱電偶直接 與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600C均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到 -269C（如金鐵鎳鉻）,最高可達(dá)+2800C（如鎢-錸）。 構(gòu)造簡單， 使用方便。 熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成， 而且不受大小和開頭的限 制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。1、 熱電偶測溫基本原理將兩種不同材

4、料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A 和 B 焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A 和 B的兩個執(zhí)著點(diǎn) 1 和 2 之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流 ,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。2、 熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成（ 1）熱電偶的種類 常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。 所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、 允許誤差、 并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶， 它有與其配套 的顯示儀表可供選用。 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從 1988

5、年 1 月 1 日起，熱電偶和熱電阻全部按 IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定 S、B、E、 K、R、J、T 七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。（2）熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：1組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；2兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；3補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；4保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。3、熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時），而測溫點(diǎn)到儀表的距離都 很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端（自由端）延 伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室

6、內(nèi)， 連接到儀表端子上。 必須指出， 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起 延伸熱電極， 使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上， 它本身并不能消除冷端溫度變化 對測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度to 時對測溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時必須注意型號相配， 極性不能接錯， 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端 的溫度不能超過 100C。4、熱電偶類型：鉑銠 10-鉑熱電偶（S 型）鉑銠 10-鉑熱電偶（S 型熱電偶）為貴金屬熱電偶，其正極（SP）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含鉑 90%，含銠 10%，負(fù)極（SN）為純鉑。它的長期最高使用溫度為1300C,短期最高使用溫度為 1600

7、C。S 型熱電偶在熱電偶系列中準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū) 寬，使用壽命長，它的物理、化學(xué)性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適于 氧化和惰性氣氛中。 它的不足之處是熱電勢、 熱電勢率較小， 靈敏度低， 高溫下機(jī)械強(qiáng)度差， 對污染很敏感，材料昂貴。鉑銠 13-鉑熱電偶（ R 型）鉑銠 13-鉑熱電偶（R 型熱電偶）為貴金屬熱電偶，其正極（RP）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含鉑為 87%,含銠為 13%,負(fù)極（RN ）為純鉑，長期使用最高溫度為 1300C,短期使用最高溫度為 1600C,R 型熱電偶的綜合性能與 S 型熱電偶相當(dāng)，國外英、美等國 研究發(fā)現(xiàn) R 型熱電偶的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)

8、性比S 型熱電偶好，R 型熱電偶不足之處與 S 型熱電偶類似。鉑銠 30-鉑銠 6 熱電偶（ B 型）鉑銠 30-鉑銠 6 熱電偶（B 型熱電偶）為貴金屬熱電偶，其正極（ BP）的名義化學(xué)成分 為鉑銠合金，其中含銠量 30%，負(fù)極（BN）也為鉑銠合金，含銠量為 6%,該熱電偶長期 最高使用溫度為 1600C，短期最高使用溫度為 1800C。B 型熱電偶的準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性能好,測溫溫區(qū)寬,使用壽命長,測溫上限高,它適用 于氧化性和惰性氣氛中, 也可短期用于真空中, 但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬 蒸氣氣氛中。B 型熱電偶的參考端一般不須用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)償，這是因為在050C范圍內(nèi)其熱電勢

9、小于 3 卩 m。B 型熱電偶不足之處是熱電勢率更小，靈敏度更低，高溫下機(jī)械強(qiáng) 度下降，抗污染能力差，貴金屬材料昂貴等。鎳鉻-鎳硅熱電偶（K）型鎳鉻-鎳硅熱電偶（K 型熱電偶）是目前用量最大的廉金屬熱電偶，正極（KP）的名義化學(xué)成分為：Ni : Cr=90 : 10，負(fù)極（KN）的名義化學(xué)成分為：Ni : Si=97 : 3，其使用溫度范 圍為-2001300C。K 型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化 性能強(qiáng)，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性、惰性氣氛中，但是它不能直接在高溫下用于硫、 還原性或還原、氧化交替的氣氛中和真空中。鎳鉻硅 -鎳硅熱電偶（ N 型）

10、鎳鉻硅 -鎳硅熱電偶（ N 型熱電偶）為廉金屬熱電偶，是一種最新國際標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶，正極（NP）的名義化學(xué)成分：Ni : Cr : Si=84.4 : 14.2 : 1.4,負(fù)極（NN ）的名義化學(xué)成分為： Ni: Si:Mg=95.5: 4.4: 0.1，其使用溫度范圍為 -2001300C。N 型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化 性能強(qiáng)，價格便宜，不受短程有序化影響等優(yōu)點(diǎn)，其綜合性能優(yōu)于 K 型熱電偶，缺點(diǎn)是在 高溫下不能直接用于硫，還原性或還原、氧化交替的氣氛中和真空中。鎳鉻-銅鎳（康銅）熱電偶（ E 型）鎳鉻-銅鎳熱電偶（ E 型熱電偶）又稱鎳鉻

11、 -康銅熱電偶，是一種廉金屬熱電偶，其正極（EP）為鎳鉻 10 合金，化學(xué)成分與 KP 相同，負(fù)極（EN ）為銅鎳合金，名稱化學(xué)成分為 55% 銅，45%的鎳以及少量的鈷、錳、鐵等元素，該熱電偶的使用溫度為-200900CoE 型熱電偶電動勢之大，靈敏度之高屬所有熱電偶之最，宜制成熱電堆，測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏，宜于濕度較高的環(huán)境。E 型熱電偶還具有穩(wěn)定性好，抗氧化性能優(yōu)于銅 -康銅，鐵 -康銅熱電偶，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性、惰性氣氛 中，缺點(diǎn)是不能直接在高溫下用于硫或其他還原性氣氛中，熱電均勻性較差。鐵-銅鎳（康銅）熱電偶（J 型）鐵-銅鎳熱電偶 （J 型熱電

12、偶） 又叫鐵-康銅熱電偶， 是一種價格低廉的廉金屬熱電偶，它的正極 （JP）的名義化學(xué)成分為純鐵，負(fù)極（JN）是銅鎳合金，其名義化學(xué)成份為55%的銅和 45%的鎳以及少量但卻十分重要的鈷、鐵、錳等元素，盡管它也叫康銅，但卻不同 于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅，故不能用 EN 或 TN 來替換。鐵-康銅熱電偶覆蓋測量溫區(qū)為 -210C1200C,但常用的溫度范圍為 0C750CoJ 型熱電偶線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，價格便宜， 它可用于真空、 氧化、還原和惰性氣氛中，但正極鐵在高溫下氧化較快，故使用溫度受到限 制，不能無保護(hù)直接在高溫下用于硫化氣氛中。銅-銅鎳（康銅）

13、熱電偶（T 型）銅-銅鎳熱電偶（T 型熱電偶），又叫銅-康銅熱電偶，是一種最佳的測量低溫的廉金屬熱 電偶，正極（TP）是純銅，負(fù)極（TN）是銅鎳合金，它與鎳鉻-康銅的康銅 EN 通用，與鐵 -康銅的康銅 JN 不能通用。銅一康銅熱電偶測量溫區(qū)為-200350CoT 型熱電偶具有線性度好，熱電動勢大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性好，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，特別是在-2000C溫區(qū)使用，穩(wěn)定性更好，年穩(wěn)定性小于土3 卩 V,在低溫可作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行低溫量值傳遞。缺點(diǎn)是正極銅在高溫下抗氧化性能差，上限溫度受到限制。其他非標(biāo)準(zhǔn)分度熱電偶（ 1） 鎢錸系熱電偶鎢錸熱電偶是在 20世紀(jì) 6070年代發(fā)展起來的難熔金屬熱電偶

14、。 鎢錸系熱電偶有 WRe5- WRe20、W-WRe26 、 WRe3-WRe25、 WRe5-WRe26 幾種，美國 ASTM E230-2002 標(biāo) 準(zhǔn)中已正式將鎢錸 5-鎢錸 26 熱電偶定為標(biāo)準(zhǔn)分度熱電偶，分度號為Co我國目前可以提供商品化的 WRe3-WRe25、WRe5 -WRe26 熱電偶。與鉑銠等貴金屬熱電偶相比，鎢錸熱電偶價格低廉，因此近幾年來發(fā)展很快。 為解決氧化氣氛下的使用問題， 抗氧化鎢錸熱電偶受到了普遍關(guān)注， 主要是采用熱電偶絲材料鍍膜或 采用高致密保護(hù)套管隔絕等技術(shù)， 可以延長鎢錸熱電偶在氧化氣氛下的使用時間， 在一定程 度上取代鉑銠等貴金屬熱電偶，這將使將使鎢錸

15、熱電偶得到更廣泛的應(yīng)用。鎢錸熱電偶使用時要注意以下幾點(diǎn)：z 熱電動勢：在 800C以下，其微分電勢隨溫度的升高而降低，但是在1500C以上，其微分電勢均比 S 型熱電偶高；z 使用溫度：它的最高使用溫度達(dá)2800C，但是在高于 2300C時，一致性較差，一般使用在 2000C以下；z 使用氣氛：由于鎢錸熱電偶電極易發(fā)生氧化，因此適用于惰性或干燥空氣中使用。另外在含碳?xì)夥罩幸咨煞€(wěn)定的碳化物， 會降低其靈敏度并引起脆斷， 并且在有氫氣存 在的情況下，會加速碳化；z 絕緣與保護(hù)套管：為避免高溫下因化學(xué)反應(yīng)引起熱電動勢變化，可采用 Y2O3 或 BN 作絕緣材料。保護(hù)管采用氧化釔（Y2O3 ）管、鎢

16、管、鉬管、鉭管或鈮管等。（ 2） 鉑銠系和銥銠系非標(biāo)準(zhǔn)分度熱電偶由于在航空航天或一些其他領(lǐng)域，需要測量的溫度超過了 B 型熱電偶的最高使用溫度， 而這些場合或需要長時間測量， 或需要在氧化氣氛下快速測量， 提出了用 PtRh40-PtRh20 或 銥銠熱電偶進(jìn)行測溫。在鉑銠系熱電偶中， PtRh40-PtRh20 熱電偶穩(wěn)定性最高，最高使用溫 度可達(dá)到 1850C。美國標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）給出銥 60 銠-銥的極限使用溫度為 2100C,銥 50 銠- 銥和銥 40 銠-銥熱電偶的極限使用溫度為2150C，但由于銥在氧化氣氛中容易被氧化蒸發(fā)，因此在空氣中只能短期使用到極限溫度。熱電阻測溫的應(yīng)用原理

17、熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。 它的主要特點(diǎn)是測量精度高， 性能穩(wěn)定。 其中 鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。1、 熱電阻測溫原理及材料熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、 錳和銠等材料制造熱電阻。2、 熱電阻的特點(diǎn)：測量精度高； 有較大的測量范圍；易于使用在自動測量和遠(yuǎn)距離測量中。3、 熱電阻材料的特點(diǎn)：高且穩(wěn)定的溫度系數(shù)和大的電阻率；良好的輸出特性（近似線性）；使用范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定；良好的工藝性。4、 熱電阻

18、的結(jié)構(gòu)（1） 精通型熱電阻 從熱電阻的測溫原理可知， 被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的， 因此， 熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制，有關(guān)具體內(nèi)容參見本篇第三章第一節(jié).（2） 鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體） 、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為02$ 8mm 最小可達(dá)0mm與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后?。粰C(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝使用壽命長。（3） 端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制， 緊貼在溫

19、度計端面， 它 與一般軸向熱電阻相比， 能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度， 適用于測量軸瓦和其 他機(jī)件的端面溫度。（4） 隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒， 把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。 隔爆型熱電阻可用于 BlaB3c 級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。5、 熱電阻測溫系統(tǒng)的組成 熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn)：1熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致2為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。具體內(nèi)容參見本篇第三章。（2） 鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件

20、（電阻體） 、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為0208mm 最小可達(dá)0mm。與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝使用壽命長。（3） 端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制， 緊貼在溫度計端面， 它 與一般軸向熱電阻相比， 能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度， 適用于測量軸瓦和其 他機(jī)件的端面溫度。（4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒， 把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因 受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻

21、體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗合格后才能使用。6、常用的熱電阻：鉑熱電阻（ 一 200C850C）:Rt=R01+At+Bt2+C（t-100） t3式中 RO、Rt溫度為 0 及 tC時的鉑電阻的電阻值；A 、 B、 C 常數(shù)值，其中：A= 3.96847 10-3C-1B= 5.847 10-7C-2C= 4.22 10-12C-4優(yōu)點(diǎn)：物理化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定，良好的工藝性，精度高（做基準(zhǔn)熱電阻） 缺點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)小，價格昂貴，非線性誤差大銅熱電阻（ -50150C）Rt=R0（i+a式中 R0、Rt溫度為 0 及 tC時銅電阻的電阻值；a 銅電阻的溫度系數(shù)a=4.28899X10-3C

22、-1我國工業(yè)用鉑電阻分度號為Cu50、 Cu100優(yōu)點(diǎn)：良好的輸出特性，電阻溫度系數(shù)高 缺點(diǎn)：電阻率低，測溫范圍窄其他熱電阻鎳：-50100C,非線性嚴(yán)重，材料提取困難，穩(wěn)定性好。鐵：-50150C,易氧化，化學(xué)性能不好，線性，電阻率及靈敏度高。紅外輻射測溫技術(shù)1. 原理所有的物體都是由不斷震動的原子構(gòu)成， 原子的能量越高， 振動的頻率越大。 所有微粒 的震動，包括這些原子，生成電磁波譜。物體的溫度越高，微粒的震動就越快，因此光譜的 輻射能量就越高。 結(jié)果， 所有物體都不停的以自身的波長頻率向外輻射。 一切高于絕對零度 的物體都存在紅外輻射現(xiàn)象，物體紅外輻射能量的大小及其按波長的分布情況， 都

23、與物體的 表面溫度有關(guān)。 通過對物體表面輻射能量的測定， 并通過一定的信號轉(zhuǎn)換， 最終確定物體的 表面溫度，這就是紅外輻射測溫技術(shù)的基本原理。2特點(diǎn)紅外線測溫儀可以測量所有目標(biāo)物體釋放的紅外能量， 具有響應(yīng)快的特點(diǎn)。 通常被用于 測量移動和間歇性目標(biāo)， 真空狀態(tài)下的目標(biāo)， 由于惡劣環(huán)境空間限制以及安全威脅無法由人 接觸的目標(biāo)。盡管在有些情況下使用其它設(shè)備也可以完成，但成本相對較高。3.輻射測溫的基本方法3.1 紅外測溫（全輻射式測溫）由斯蒂芬 -玻爾茲曼定律知全輻射出射度式中：d為黑體輻射常數(shù)，d= 5.7X10-8Wm2K-4。當(dāng)絕對黑體與黑體的總輻射亮度相等時，絕對黑體的溫度叫做非黑體的輻

24、射溫度。 實際上，真正的黑體是不存在的，對于實際情況，輻射力和光譜輻射力可分別表示為E=Eb（3.15）E 入=入 E 入EYTYCTT4=由式（3.15）和（3.18）可知，只要測出全波長總輻射出度，則被測物體的溫度就可以確 定。測量的溫度 Tr 與實際溫度 T 之間的關(guān)系式為：（3.19）式中：s-物體的發(fā)射率；入物體光譜發(fā)射率；T 實際物體真實溫度（K）;Tr 黑體溫度，即實際物體的輻射溫度（K）;s（T）所有波長的實際物體的總發(fā)射率。不同的物體，其全輻射率差異很大。在已知條件下，根據(jù)式（ 物體的輻射溫度計算出實際溫度。3.2 亮度測溫（單色輻射測溫） 當(dāng)實際物體（非黑體）在某一波段下的

25、單色輻射出射度同絕對黑體在同一波長下的單色 幅射度相等時，則該該黑體的溫度稱為實際物體的亮度溫度，表達(dá)式為：（3.20）在常用的溫度與波長范圍內(nèi)，式（3.18 ）可以用維恩公式表示為（3.21）由式（3.20）可知，知道波長為 入的光譜發(fā)射率和用高溫計測得的亮度溫度 T1 后，就可以用式（3.20）求出實際物體的真實溫度 T。物體的光譜發(fā)射s入，T 越小，亮度溫度 T 1 與真實溫度 T 之間的差距越大。因為 0s入，T 1,則,因此物體的亮度溫度 T1 T。亮度測溫法，靈敏度較高，它是目前應(yīng)用較廣泛的輻射測溫方法，但是它要依賴s入，T 來修正 T1，而往往s入，T 的大小決定于材料的性質(zhì)、表

26、面形狀、溫度和光的波長， 很難精確得到。s入，T 的準(zhǔn)確度將影響系統(tǒng)得測量精度，所以亮度測溫法還存在很多不足。3.3 比色測溫（雙色輻射測溫）比色式輻射溫度計是根據(jù)物體在兩個相鄰波長下的輻射能量密度之比來確定物體溫度 的。單位面積物體在半球方向、單位時間的輻射通量由普朗克公式（3.12）給出。在 T3000K，并且入較?。ㄈ? m ）時，維恩近似成立：=EIZIC|1expIC|2/XT ）（3.22）取波長入 1 和入 2 處輻射率的比值，可得II Mo(JLJT5djL =crT40(3.17)(3.16)(3.18)3.18）可以通過測量實際瞬中5雖勻(3.23)(3.24)雙波長測溫方

27、法就是假設(shè) 1 等于 2,于是所測得的溫度 T S (比色溫度)為:In (T ) - 5 ln(3.25)物體真實溫度與比色溫度的誤差為:(3.26)對一輻射體，測出在兩波長處輻射能量的比值R(T)，再利用公式(3.14)確定其溫度的方fl法稱為雙波長測溫法，所得溫度為T S。如果從其它途徑獲知 2 的值，則可利用公式(3.25)得到物體的真實溫度。對于存金屬表面，隨波長的增加而減小，即對入入 2 時，有 1 2，此時 T S，測溫偏高。對于金屬氧化物及非金屬材料，隨波長的增加而升高，即入入 2 時，有 1 2,此時，測溫偏低。對于黑體或灰體，為常數(shù)，即 1 ?，此時 T5 T。這種測溫精度

28、高，抗干擾能力強(qiáng)，所以比色測溫是輻射測溫中提高測溫精度的有效方法。3.4 多波長輻射測溫當(dāng)采用超過兩個波長來測量溫度時，都稱作多波長測溫，目前有一些特殊場合已經(jīng)開始嘗試三波長方法，近年來也有很多學(xué)校核科研單位開始研究多波長的理論和方法，取得了一定成果，但儀器都處于實驗室階段。由于其實現(xiàn)較復(fù)雜，目前其實用化還有一定困難。4.輻射測溫方法的比較(1) 全輻射溫度、亮溫度恒小于物體表面的真實溫度。實際上，由于紅外探測器的光譜響應(yīng)，光學(xué)系統(tǒng)透射比，大氣介質(zhì)的吸收等因素的限制，所謂全輻射測溫是不可能的。在亮溫度測量中，也同樣存在著光學(xué)系統(tǒng)效率低下的輻射能量損失。色溫度測量和前兩者不同， 它的測量取決于輻

29、射功率之比。因此，上述諸因素的影響甚微。(2) 由上述分析還可知，對于發(fā)射率較小的物體，全輻射測溫和亮溫度測溫相對誤差都(3.23)考慮兩波長處的帶寬相等，并將 (入 1 )簡記& 1，可得(3-24)In 7?(T) - 5(3,25)冷=渲 m 噲(3.26)較大。對于發(fā)射率較高的材料，三種測溫法均適宜。（3）全輻射測溫和亮溫度測溫都必須知道被測物體發(fā)射率的絕對值。而雙波長輻射測溫則只要知道兩個波長處光譜發(fā)射率之比值。（4）為了減少色溫度的相對誤差， 在所選兩個特征波長入 1 和入 2 處材料之發(fā)射率宜接近。對于隨入變化緩慢的物體，雙波長輻射測溫誤差也較小。特別是對于灰體，其發(fā)射率

30、ATS-=0為常數(shù) y, I當(dāng)然，還存在其它誤差來源。光譜方法測溫方法非接觸的光譜測溫方法主要適用于高溫火焰和氣流溫度的測量。它主要通過檢測被測介質(zhì)的激發(fā)光譜信號進(jìn)行溫度測量。當(dāng)單色光線照射透明物體時，會發(fā)生光的散射現(xiàn)象。散射光包括彈性散射和非彈性散射，彈性散射中的瑞利散射和非彈性散射的拉曼散射的光強(qiáng)都與 介質(zhì)的溫度有關(guān)。相比而言，拉曼散射光譜測溫技術(shù)的實用性更好，其主要應(yīng)用之一就是測 量高溫氣體的溫度。由于自發(fā)拉曼散射的信號微弱和非相干性，對于許多具有光亮背景和熒光干擾的實際體系,它的應(yīng)用受到一定的限制。與自發(fā)拉曼光譜相比，受激拉曼散射能大幅度提高測量的信噪比,常用的方法是相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）。它可使收集到的有效散射光信號強(qiáng)度比自發(fā)拉曼散射提高好幾個數(shù)量級，同時還具有方向性強(qiáng)、抗噪聲和熒光性能好、脈沖效率高和所需脈沖輸入能量小等優(yōu)點(diǎn)。 適合于含有高濃度顆粒的兩相流場非清潔火焰的溫度診斷。但是，CARS法的整套測量