第四章 辐射式测温仪表、温度计的现场安装及使用.ppt

第四章 辐射式测温仪表、温度计的现场安装及使用 教学目的及要求 掌握辐射测温的基本原理 熟知光学高温计和全辐射高温计的工作原理、仪表构成及应用中的技术特点和应注意的问题 接触式测温仪表的应用要点 教学的主要内容 辐射测温的理论基础 一.热辐射 1.电磁频谱 2.热辐射的波长范围 3.热辐射能力 4.单色辐射强度 二.热辐射定律 1.普朗克定律；2、维恩公式； 3、斯蒂芬—波尔兹曼定律 三.辐射的吸收、反射、透过和绝对黑体 四.发射率和基尔霍夫定律 单色辐射温度计 一.光学高温计工作原理 二.光学高温计的组成 三.使用中应注意的问题 全辐射高温计 一.工作原理； 二、结构与使用 接触式测温仪表的现场安装及使用 一.安装位置的选择 二.确保应用安全可靠的条件 三.注意维修校验的方便性 非接触式温度计的使用条件 教学重点及难点 重点： 1.辐射式测温仪表的工作原理及应用方法 2.测温仪表的现场应用方法及注意事项 难点： 1.亮度温度和辐射温度的正确选择 2.测温仪表的正确选型 第四章 辐射式测温仪表、温度计的现场安装及使用 辐射测温的理论基础 辐射式温度计—非接触式测温仪表：辐射式温度计是利用物体的辐射能随其温度的变化而变化的原理而制成的一类测温仪表，这类辐射式测温仪表在测量物体温度时有三个突出特点： 1.它只须把温度计对准被测物体，而不必与被测物体相接触， 2.可以测量运动物体的温度，并且不破坏被测对象的温度场， 3.由于感温元件所接收的是辐射能，所以感温元件的温度就不必达到被测温度，所以从理 辐射温度计的理论基础 热辐射:热辐射实际就是一种电磁波，我们知道，物体的电磁频谱包括各种波长，如γ-射线，X-射线，紫外光，可见光，红外辐射，微波，无线电波等。 1.热辐射的波长范围0.4μm～40μm 2.热辐射能力：C=Q/A 3.单色辐射强度： 单位：Kcal/m·h·μm 热辐射定律 1.普朗克定律：揭示了绝对黑体（绝对黑体是指射到该物体上的辐射能量能全部被该物体吸收，既无反射，也不透过）的辐射强度与温度的内在联系。 表达式： 2.维恩公式： 。 3.斯蒂芬—波尔兹曼定律 ：斯蒂芬-波尔兹曼定律又称为全辐射定律，它是将普朗克公式按波长从0～∞进行积分，进而得到物体的全辐射能力 ，于是给出了物体的全辐射能力 与温度的关系，它的定律表达式是： 定律表达式： 辐射的吸收，反射，透过和绝对黑体：由于物体的性质不同，所以对于射到它上面的热辐射能进行吸收，反射和透过的情况也就不同，如果射到物体上的总能量为 ，则在一般情况下总是一部分 被吸收，一部分 被反射，而还有一部分 被穿透过去，其具体情况如图 发射率和基尔霍夫定律 1.发射率：我们在讨论物体辐射能力的时候，都是以假定物体为绝对黑体为前提的，我们知道，对于绝对黑体，表征其辐射本领高低的物理量是辐射能力E，它表示绝对黑体在单位时间内每单位面积上释放的辐射能量，但是对于非黑体的辐射就需要引入一个新的因子来表征它的辐射能力，这个因子就是我们要讲的发射率ε。 2.基尔霍夫定律：基尔霍夫在研究了大量辐射传热的现象后发现,在任一温度下，任何物体的辐射能力和其吸收率α之比都是一个常数，并且该常数恒等于该温度下黑体的辐射能力。 单色辐射温度计 单色辐射温度计 :单色辐射温度计，是以测量单色波长的辐射能来实现温度测量的一种辐射温度计，这种辐射温度计是以普郎克定律为理论基础的，也就是说它是在确定了波长的条件下，利用黑体的辐射强度与温度的内在关系来进行测温的。 光学高温计工作原理:光学高温计是基于亮度平衡原理来实现测温的仪表。基于亮度平衡原理,因为根据物理学的理论我们知道:一般物体在高温状态下是会发光的，也就是说对应一定的高温，物体具有一定的亮度，而物体的亮度又总是与物体的辐射强度成正比的，物理学给出了物体在温度T下，波长为的单色辐射的亮度公式： 光学高温计的组成：其工作原理是：当光学高温计对准被测物体时，发亮的物体即由物镜1成像于高温计内的小灯泡3的灯丝平面上，这时如果将电源按钮K按下，灯丝就有一定的电流通过，灯丝也就随之发光了，测温者通过目镜4和红色滤光片5比较灯丝和被测对象两者的亮度。如果灯丝比背景（即被测物体元像）亮时，则表示灯丝温度高，即电流过大，于是用手调整滑线电阻7使电流减小，灯丝温度下降，亮度随