自动检测技术--温度测量(及课后答案).ppt

5.7 答：辐射测温法是利用物体辐射能与本身温度有一定函数关系的原理进行测温的，其热交换是以辐射方式进行的。是非接触测温，不会干扰被测对象的温度场，测温上限高，动态性能好，灵敏度高，可测运动状态的温度。常用的辐射式温度仪可分为三大类：光学式高温计，全辐射高温计和比色高温计。 5.10 答：显示仪表指示值为500 ℃，查表知实际输入热电势为20.644mV,即 查表知 查表得t=557.1 ℃，即实际温度为557.1 ℃ 当热端为t=557.1 ℃，冷端为20 ℃时， 仪表指示应为538.4 ℃ 5.14 答： 热电偶短路电子电位差计指向始端，热电偶断路电子电位差计指向终端，极性接反时指示值偏低。 热电阻短路指向始端，断路指向终端。 低于500℃. 偏高 辐射测温是利用物体辐射能与其温度有关的原理进行测温，测温元件与被测物不直接接触，以辐射方式进行热交换，不会干扰或破坏被测温度场。 5.5 辐射式测温法 优点：测温上限不受限制，动态特性好，灵敏度高，可用于测量运动状态对象的温度。 1. 有一个热辐射源（即被测对象）； 2. 有辐射能传输的通道，如大气、光导纤维或真空； 3. 有接收和处理辐射信号的仪表（系统）。 测量条件： 测量800℃以上高温和可见光范围的辐射式仪表有单色辐射高温计、全辐射高温计和比色高温计；测量低温与红外线范围辐射信号的有红外测温仪、红外热像仪。 红外测温仪 便携式比色计 辐射是电磁波传递能量的现象。按照产生电磁波的不同原因可以得到不同频率的电磁波，例如高频振荡电路产生的无线电波，此外还有可见光、红外线、紫外线、X射线、及γ射线等各种电磁波。热辐射是由于热的原因而产生的电磁辐射。 热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的。辐射是物体的固有特性，只要物体的温度高于零度（0k），物体总是不断的把热能转变为辐射能，向外发出热辐射。同时，物体亦不断地吸收周围物体投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能重新转变成热能。辐射换热就是物体之间相互辐射和吸收的总效果。当物体与环境处于热平衡时，其辐射换热量为零，但其表面上的热辐射仍在不停的进行。 热辐射的本质： 5.5.1 辐射测温的物理基础 (1) 热辐射 热辐射（thermal radiation），物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。 热辐射计 　热辐射计是一种演示仪器，其中由四枚轻质叶片构成的叶轮可绕竖直轴转动，叶片的一面涂黑，另一面是光亮面。当用灯光照射时，小叶轮就绕竖轴旋转，可用来演示绝对黑体在单位时间、单位面积上所吸收（或发出）的热量比其它任何表面为多。这是因为四个叶片的涂黑面吸收了红外线热辐射，使叶片黑的一面附近的空气变热，加剧了气体分子的热运动，碰撞叶片，使叶片两面受力不平衡（亮的一面受到的冲量小），从而使叶片向亮面方向运动，于是叶轮就旋转起来。 热量直接由物体向外射出的传热方式叫做热辐射。辐射与热传导和对流不同，它不需要传热物质，以比光波波长长的短电磁波的形式从热源向四面八方辐射。太阳的热就是完全靠热辐射方式传到地球上来的，因为在太阳和地球之间有一个很宽的真空地带，不能产生传导和对流。 热辐射的特点： 1、任何物体，只要温度高于0K ，就会不停地向周围空间发出热辐射； 2、可以在真空中传播； 3、伴随能量形式的转变； 4、具有强烈的方向性； 5、辐射能与温度和波长均有关； 6、发射辐射取决于温度的4次方。 不同温度的物体其热辐射的电磁波波段不同。热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。 ① 辐射通量φ(辐射功率)：单位时间内，通过某一面积的辐射能量，称为经过该面积的辐射通量。即 (2) 热辐射源、辐射物理量 式中 dQ——在时间dt发出的辐射能量； Ф——辐射通量（辐射功率），J/s或W。 ② 辐射出射度：是辐射表面上每单位面积所发出的辐射功率（W/cm2），即 光谱辐射出射度（物理：单色辐射出射度）：在波长λ附近，单位波长间隔内的辐射出射度M λ（W/cm2.μm） ③ 辐射亮度：辐射源在单位投影辐射面积、单位立体角范围的辐射功率称为辐射亮度L(W/cm2.sr)，即 ④光谱辐射亮度：辐射源在波长属于λ附近的单位波长间隔的辐射亮度Lλ(W/cm2.sr.μm) C——比例常数 ⑤ 吸收率、反射率和透射率： 令： 则 当热辐射的能量投射到物体表面上时，和可见光一样，会发生吸收、反射和穿透现象。 式中：各能量的百分数分别称为该物体对投入辐射的吸收率、反射率和透射率