辐射式温度计
红外辐射温度计原理
红外辐射温度计原理
辐射温度计属非接触式测温仪表，是基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系设计而成。
其特点为：测温范围广，原理结构复杂；测量时，感温元件不与被测对象直接接触，不破坏被测对象的温度场；通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度；但不能直接测被测对象的真实温度，且所测温度受物体发射率、中间介质和测量距离等因素影响。
1.红外热辐射测温原理
自然界一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。
红外辐射温度计的工作原理是基于四次方定律，通过检测物体辐射的红外线的能量，推知物体的辐射温度。
在红外热辐射温度传感器中，作为测量元件的热电堆将红外线的能量转换为热电，经过信号处理后作为检测信号输出。
2.红外热辐射测温仪结构
红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。
光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。
图2‐49为红外辐射温度计的外观及工作原理。
被测物体的辐射线由物镜聚焦在受热板上。
受热板是一种人造黑体，通常为涂黑的铂片，当吸收辐射能以后温度升高，由连接在受热板上的热电偶、热电阻或热敏电阻测定。
通常被测物体是灰体，以黑体辐射作为基准进行刻度标定，已知被测物体的黑度值，灰体辐射的总能量全部被黑体所吸收，这样它们的能量相等，但温度不同。
辐射温度计在工业生产中的应用
辐射温度计在现代工业生产中的应用较为广泛，尤其是冶金、铸造、医疗、食品等行业，。
热辐射温度计使用方法
热辐射温度计使用方法
热辐射温度计是一种非接触式的温度测量仪器，它可以通过测量物体释放的红外线热辐射能够逆推物体的表面温度。
以下是热辐射温度计的使用方法：
1. 打开热辐射温度计的电源开关，并且设置好温度测量单位。
2. 瞄准要测量的物体，注意热辐射温度计要与测量物保持一定距离，具体距离可以参考仪器的使用说明书。
3. 按下热辐射温度计上的扫描键，仪器开始扫描测量物体表面的热辐射能。
4. 等待几秒钟，直到热辐射温度计显示出测量结果，然后记录下测量结果。
5. 关闭热辐射温度计的电源开关，并将仪器存放在干燥、通风的地方。
需要注意的是，在使用热辐射温度计时，要避免在强光、强电磁干扰或者高温、低温环境下进行测量，以免影响测量结果。
同时，为了保护热辐射温度计的精度，应该经常对其进行校准和维护。
标准辐射温度计系列安全操作及保养规程
标准辐射温度计系列安全操作及保养规程标准辐射温度计系列是用来测量高温物体温度的仪器，其辐射能力高，精度高，测量范围大等特点被广泛应用于工业、科研等领域。
为了保证其安全可靠地运行，特制订以下安全操作及保养规程。
安全操作规程1.操作前准备1.在安装、调试、使用标准辐射温度计系列时，应保持其干燥、清洁。
2.必须使用对应的夹具固定标准辐射温度计，夹具不得影响仪器的测量精度。
3.熟悉仪器操作说明书，了解仪器的结构、性能、使用方法，首次使用前应进行仪器性能测试和标定，确保仪器性能满足工艺或科研要求。
4.必须使用对应光源，以保证温度计的亮度。
2.操作中1.在操作仪器时，必须注意其测量范围，以免超出测量范围而损坏仪器。
2.操作人员必须佩戴防护手套和眼镜等个人防护装备，以免被辐射热烧伤。
3.操作中禁止对仪器进行拆卸或改装，如需要改动可寻求设备生产厂商的帮助。
4.在使用前应检查标准辐射温度计及其连接的设备是否正常工作，确保仪器可以测量被测物体的温度。
3.操作后1.操作结束后，应关闭辐射源电源，避免不必要的辐射伤害。
2.清洗标准辐射温度计时应用清洁布擦拭，禁止使用化学溶剂或强烈酸碱等剂取，以免损伤其精准度。
3.仪器存储时，必须放置在干燥、通风、避光的地方，不得受到机械振动和腐蚀物质的侵蚀。
4.将标准辐射温度计系列进行封存时，应注意仪器元器件的正确放置，不得强行捏压或堆放，以免损坏仪器。
保养规程1.定期检查1.定期检查标准辐射温度计的外观、仪器运行时间、精度情况，如有异常情况应及时回收维修。
2.定期对标准辐射温度计进行校准，以保证其测量精度和准确度。
2.清洗维护1.在仪器连续使用后应进行及时清洗，清洗时应使用专用的清洁液，禁止使用水或其他普通清洁剂。
2.仪器运行周期结束后，应对仪器进行全面维护，包括维护电路、光源等元器件。
3.备件存储1.标准辐射温度计备件存放时应注意大小、型号，分类存放，防止对备件进行交叉使用。
2.将备件进行封存时应注意密封性，并存放在防潮、防尘的环境中。
辐射式温度传感器测温原理及测温方法
辐射式温度传感器测温原理及测温方法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。
全辐射测温法的测温原理
全辐射测温法的测温原理全辐射测温法（全辐射温度计）是一种无接触、非接触的测温技术，适用于高温环境中的温度测量。
其测温原理基于黑体辐射定律和红外辐射的特性。
全辐射测温法利用物体本身的热辐射，测量物体表面的温度。
根据热辐射定律，所有物体在一定的温度下都会发出热辐射，且辐射强度与物体温度成正比。
根据斯特藩－玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其绝对温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体辐射出的光功率，可以计算出物体的温度。
全辐射温度计主要利用红外辐射进行测量。
红外辐射的波长范围是0.78 - 1000微米，对应的频率范围为300 - 380 THz。
物体在这个波长范围内发出的热辐射，可以通过红外传感器接收到。
红外传感器感应物体发出的红外辐射，并将其转化为电信号。
这个电信号经过转换和处理后，可以得到物体的温度。
全辐射温度计一般由光谱辐射计和温度计两部分组成。
光谱辐射计是一个红外感应器，用来检测物体发出的辐射能量。
光谱辐射计可以根据不同物体的辐射特性，选择合适的波长范围来测量温度。
温度计则根据感应到的辐射能量，通过一系列的转换和计算，计算出物体的温度。
全辐射测温法的原理可以用以下步骤来概括：1. 根据应用需要，选择适合的红外波段来进行测量。
不同物体的辐射特性不同，需要选择适合的波段以获得准确的测温数据。
2. 将红外辐射传感器对准目标物体的表面。
红外辐射传感器可以通过检测物体发出的辐射能量来测量温度。
3. 红外传感器感应到物体发出的红外辐射，将其转化为电信号。
4. 通过光谱分析和滤波技术，将感应到的红外辐射从其他干扰光信号中分离出来。
5. 对传感器得到的电信号进行放大和增强处理，以提高测量的准确度和稳定性。
6. 将处理后的电信号输入到温度计中，进行计算和转换。
7. 根据辐射定律和斯特藩－玻尔兹曼定律，将感应到的辐射功率转化为温度值。
全辐射测温法的优点是非接触、无接触的测量方式，可以在高温环境中进行温度测量，避免了传统接触式温度计可能导致的交叉感染、杂散热等问题。
辐射式温度传感器的工作原理
辐射式温度传感器的工作原理嘿，你有没有想过，在一些高温或者难以直接接触测量温度的环境里，人们是怎么知道温度的呢？这时候啊，辐射式温度传感器就大显身手啦。
我有个朋友叫小李，他在一家炼钢厂工作。
那里面到处都是高温的熔炉，红彤彤的，热浪滚滚。
有一次我去他那儿参观，就好奇地问他：“你们怎么知道这些熔炉到底有多热呢？总不能拿个普通温度计去捅进去测吧？”小李哈哈一笑，说：“那可不行，我们靠的是辐射式温度传感器呢。
”那这辐射式温度传感器到底是怎么个工作原理呢？咱得先从热辐射说起。
你看啊，所有温度高于绝对零度的物体都会向外发射能量，这就像是人会散发体热一样自然。
这个能量呢，是以电磁波的形式传播的，这就是热辐射啦。
就好比一个小火炉，即使你离它还有一段距离，你也能感觉到它散发出来的热量，这热量就是通过热辐射传递到你身上的。
辐射式温度传感器就是利用这个热辐射的原理来工作的。
传感器里面有一个关键的部件，就像是它的眼睛一样，能够接收物体发出的热辐射能量。
这东西可灵敏啦。
当它接收到热辐射之后呢，就会根据一些物理定律来把这个能量转化成温度的数值。
我再给你打个比方吧。
这就像是一个翻译官。
热辐射能量就像是一种特殊的语言，对于我们普通人来说，根本不知道它代表着什么温度。
但是辐射式温度传感器就像是翻译官，它能够把这种“语言”准确地翻译成我们能看懂的温度数值。
比如说，一个滚烫的铁水，它发出很强的热辐射，传感器接收到这个辐射，然后经过内部的神奇“翻译”，最后就得出铁水的温度数值。
我还认识一个搞科研的老张。
有一次我跟他聊起辐射式温度传感器，他就特别兴奋地给我讲了很多细节。
他说啊，这个传感器在工作的时候，要考虑很多因素呢。
比如说物体的发射率。
不同的物体发射率是不一样的。
就像不同的人性格不同一样。
有些物体发射热辐射的能力强，有些就弱一些。
如果不考虑这个发射率，那测量出来的温度可就差得远啦。
老张就举了个例子，说像抛光的金属表面，它的发射率就比较低，而像粗糙的陶瓷表面，发射率就比较高。
辐射式温度计的校准
辐射式温度计也是用比核法进行校淮。通常是采用黑体辐射源或光学温度灯泡作为恒温源，被校准的辐射式温度计和同类型的标准辐射式温度计同时测量这个位温源的温度，比较两者的读数就可以得到被校温度计的测量误差。在校淮低于1300℃的温度点时，也可使用标准铂诧-钠热电佃作为测量温度的标准仪表，用铂锗-铂热电偶测量出黑体炉膛的温度作为标准温度。
温度计的显示仪表，大多数是电气仪表，它们的校准方法和一般电气仪表相同，也都是通过比较法进行校准的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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由于各种辐射式温度计所测得的温度都和被测物体的[b]光谱[/b]发射率EX或者发射率E有关，所以在校准时必须设法避免发射串的影响.为此，都使用黑体辐射汲作为被测对象，黑体辐射源的技术要求及构造可参阅计量器具检定规程 JJcT309-83。在黑体辐射源内，靶心放在其中心部分，靶心的发射率通常都在0.99以上.标准辐射式温度计和被校辐射式湿度汁都瞄准靶心选取读数，两者之差即为误差.
工作用辐射温度计检定规程
工作用辐射温度计检定规程嘿，朋友们！今天咱来聊聊工作用辐射温度计检定规程这档子事儿。
你说这辐射温度计啊，就像是咱工作中的一把秘密武器！它能帮咱准确测量温度，那可太重要啦！但要是这武器不精准，那不就跟拿了把钝刀上阵一样嘛！所以啊，这个检定规程就好比是给这武器磨磨刀、校校准。
想象一下，要是没有这个检定规程，那不同的温度计测出来的温度五花八门的，那不乱套啦！咱得知道，这工作用辐射温度计可不是随便玩玩的，它得靠谱呀！就像咱出门得知道路怎么走，不然不就瞎转悠啦！这检定规程呢，就详细规定了怎么去检测这温度计是不是准确的。
比如说，得在特定的环境下，用特定的标准去对照，看看它测得准不准。
这就好像是给温度计来一场考试，看看它能不能及格。
咱可别小瞧了这些规定，这都是专家们经过深思熟虑才定下来的。
就跟咱做饭得按照菜谱来一样，不能乱了套。
而且啊，这检定还得定期做呢，不能说测一次就完事儿了。
就像咱车子还得定期保养呢，不然哪天在路上抛锚了咋办？你说要是温度计不准，那在一些对温度要求特别高的工作中，不就出大乱子啦？比如炼钢的时候，温度差一点，那炼出来的钢质量可能就大打折扣了。
这可都是真金白银的损失呀！所以啊，严格按照检定规程来，那是必须的！每次做检定的时候，都得认真仔细，不能马虎。
这可不是闹着玩的，一个小疏忽可能就导致大问题。
这就跟走钢丝一样，得小心翼翼的。
而且，做检定的人也得专业呀，不能随便找个人就来干，那能行吗？咱再想想，要是所有使用辐射温度计的地方都能严格遵守这个检定规程，那得多好呀！大家都能得到准确的温度数据，工作起来也更放心，更有效率。
这不就是我们想要的嘛！总之呢，工作用辐射温度计检定规程那可是相当重要的，咱可不能不当回事儿。
得把它当成宝贝一样对待，严格按照要求来执行。
只有这样，我们才能让这些温度计发挥出最大的作用，为我们的工作保驾护航！这就是我的看法，你们觉得呢？。
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目前，国内工业用光学高温计都采用红色单色光，
有效波长为0.66土0.01μm；与我国温度量值传递系统
规定的基准光学高温计的有效波长一致。基准光学高
工程上，测定物体的辐射亮度，相对容易。故目前国内外 使用的辐射式温度计都是根据被测物体的光谱辐射亮度来确定 物体的温度。我国目前生产的光谱辐射温度计有光学高温计、 光电高温计、全辐射高温计、光导纤维高温计和硅辐射温度计
等。 辐射检测器分光电型和热敏型。
二、光学高温计
光学高温计是发展最早、 应用最广的非接触式温度计。 它结构较简单，使用方便，适 用于1000 K～3500 K范围的温 度测量，其精度通常为1.0级和 l.5级，可满足一般工业测量的 精度要求。它被广泛用于高温 熔体、高温窑炉的温度测量。
如果波长λ与温度T满足C2／(λT)≥1，则可把普 朗 克 公 式 简 化 为 维 恩 (Wien) 公 式 。 在 温 度 低 于
3000K，对于波长较短的可见光，用维恩公式替代
普朗克公式产生的误差＜1％。
L0
，T
5
C1 eC2
/T
斯蒂芬—玻尔兹曼定律描述物体所辐射出来的 全波段辐射能量与温度的关系，定律表达式为
(5)辐射式测温范围广泛，可测摄氏零下几十度到零上几千度的温度范 围；
(6)辐射式测温方法，几乎可在所有温度测量场合使用。测例如，各种 工业窑炉、热处理炉温度测量、感应加热过程中的温度测量，尤其 是钢铁工业中的高速线材、无缝钢管轧制，有色金属连铸、热轧等 过程的温度测量等；军事方面的应用如各种运载工具发动机内部温 度测量、导弹红外（测温）制导、夜视仪等；在一般社会生活方面 如快速非接触人体温度测量，防火监测等等。
第四节 辐射式温度计
所以，用光学高温计测量被测物体的温度时，读出的数 值将不是该物体的实际温度，而是这个物体此时相当于绝对 黑体的温度，即所谓的“亮度温度”。
亮度温度的定义是：在波长为 λ、温度为T时。某物体的 辐个物射体亮在度波L与长温为度λ时为的TL的亮绝度对温黑度体。的其亮数度学L表0λ达相式等为，则称TL为这
式中，Lε((λ,，TT))— —(实,际T )物L0体(在,T温)度为L0T(、,波TL长) 为λ时的光
谱发射率；
T——实际物体的真实温度，单位为K;
为K。
TL——黑体温度，也即实际物体的亮度温度，单位
物体的真实温度为TC NhomakorabeaTLTL ln C2
物体对的于实真际实温物度体为总低是，即ελT＜L＜1，T。故测得的亮度温度总比
第四节 辐射式温度计
自然界中所有物体对辐射都有吸收、透射或反射的能力， 如果某一物体在任何温度下，均能全部吸收辐射到它上面的任何 辐射能量，则称此物体为绝对黑体。
根据基尔霍夫定律，具有最大吸收本领的物体，在其受热 后，也将具有最大的辐射本领。人们称那些对辐射能的吸收(或 辐射)除与温度有关外，还与波长有关的物体为选择吸收体；称 那些吸收(或辐射)本领与波长无关的物体为灰体。
(2)辐射式测温反应速度快，它不需要与物体达到热平衡的过程，只要 接收到目标的红外辐射即可测定温度，反映时间一般都在毫秒级甚 至微秒级；
(3)辐射式测温灵敏度高，由于物体的辐射能量与温度的四次方成正比， 因此物体温度微小的变化，就会引起辐射能量较大的变化，红外传 感器即可迅速地检测出来；
(4)辐射式测温准确度较高，由于是非接触测量，不会破坏物体原来温 度分布状况，因此测出的温度比较真实，其测量准确度可达到0.1℃ 以内，甚至更小；
第四节 辐射式温度计
一、辐射测温的基本原理
可见光的光谱很窄，其波长仅为0.3—0.72μm；红外 光谱分布相对较广，其波长范围为O.72—l000μm。辐射 式温度计的感温元件使用的波长范围为0.3—40μm。
1.红外线分区
红外线波长0.75～1000μm。根据红外线与可见光的距 离，红外线分为：近红外区（ 1～3μm）、中红外区（3～ 6μm ）、远红外区（6～15μm ） 、极远红外区（15～ 1000μm ） 。
全辐射率(或称黑度系数) ，其值在0～1之间。
2. 测温基本原理
辐射测温的物理基础是普朗克(Ptanck)热辐 射定律和斯蒂芬－玻耳兹曼(Stefan—Boltzmann)定 律。绝对黑体的光谱辐射亮度L(λ，T)与其波长λ、 热力学温度T的关系由普朗克定律确定：
L
，T
5
C1 eC2 /T
1
(3-16)
绝对黑体的吸收系数L0＝1，反射系数β0＝0，理想的绝对黑 体在自然界中是不存在的，人们为科学研究和实验所需已能设计 出吸收系数为0.99土0.01的近似黑体。
绝对黑体在任何温度下都能全部吸收辐射到其表面的全部 辐射能；同时它在任何一个温度上，它向外辐射的辐射出射度 (简称辐出度)亦最大；其它物体的辐出度总小于绝对黑体，定义
W T 4
式中 W——物体单位面积所发射的辐射功率，数 值上等于物体的全波辐射出射度；
ε ——物体表面的法向比辐射率； σ ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数； T ——物体的绝对温度(K)。
3.辐射式测温的特点
(1)辐射式测温是非接触测温，特别适合用于较远距离的高速运动物体、 带电体、高温及高压物体的温度测量；
辐射式温度计
任何物体，其温度超过绝对零度，都会以电磁波的 形式向周围辐射能量。这种电磁波是由物体内部带电粒 子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有 关传播热能的那部分辐射，称为热辐射。而把能对被测 物体热辐射能量进行检测，进而确定被测物体温度的仪 表，通称为辐射式温度计。
热辐射的最大热效应出现在红外波段。红外线，它是 一种人眼看不见的光线，位于可见光中红光以外，故称 为红外线。它的波长范围大致在0.75～1000 μ m的频谱范 围之内。
上海自动化仪表厂 WGG2－201系列
由于各物体的光谱发射率ελ不同，即使它们 的光谱辐射亮度相同，其实际温度也不会相等； 光谱发射率大的物体的温度比光谱发射率小的物 体的温度为低。因此物体的光谱发射率和光谱辐 射亮度是确定物体温度的两个决定因素，如果同 时考虑这两个因素将给光学高温计的温度刻划带 来很大困难。因此，现在光学高温计均是统一按 绝对黑体刻度。