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测温学说当中,依据温度传感器或温度计与被测温场之间的关系,测温的方法可以分为接触测温法和非接触测温法。在我国的目前的工业生产中,很多工艺流程都是处于无法进行接触性人工测温的高温环境中,所以非接触性的测温方式被广泛应用于我国各项工业生产当中。非接触测温法就是所谓的辐射测温法,而辐射温度计就是这种非接触而测温法具体实施的载体。辐射温度计主要包括三个种类:光学高温计、辐射高温计、色比温度计。这三种温度计都能够做到不直接接触被测物体,弥补因高温而造成的人工测温的局限性,是我国目前最广泛应用的温度计种类。
(1)光学高温计。光学高温计,它是根据物体单色辐射亮度跟随温度变化原理而制成的非接触式温度测量仪表。光学高温计运用的主要原理是普朗克公式。一般情况下,对于亮度的测量会使用平衡法来完成,就是用人的肉眼来比较被测主体的在一定温度下的灯泡亮度来判定被测主体当前的温度,灯丝的电流即是测量结果的主要参数,再将电流与温度上的刻度表进行对应比较,就是光学高温计的传统工作方式。这种传统的光学高温计的优势在于其结构简单、便于使用,可测量的范围较为宽泛,精度也较为准确,但是其缺点在于仅靠人的肉眼来进行比较,就容易造成测量数据的误差,所以新型的光学高温计采用光电敏感元件来代替人眼,数据准确性大大提高。
(2)辐射高温计。辐射高温计是根据物体在整个波长范围内的辐射能量与其温度之间的函数关系设计制造的。辐射高温计属于透镜聚焦式的感温器,运用热辐射效应的原理,聚焦在热敏元件上,继而转变成电参数,它可以依据测温的实际需要进行拆卸,并可形成被测物体的影像。辐射高温计属于相对简易的非接触性测温仪表,由于其运用热辐射原理工作,被广泛运用于冶金、机械、化学工业等领域,主要用于显示和自动调节被测温度。
(3)色比温度计。色比温度计是一种非接触式的红外温度计,主要根据被测物体发射出的颜色温度的红外辐射来进行测量。色比温度计测温的主要依据是被测主体发射的红外能量之比来实现温度测量的,其是将红外能量通过滤波器送到探头,再由探头转换成电信号,最后由温度计刻度显出。其常用的测温环境为 600-3000 摄氏度,常搭配观测管使用,有效减少周遭环境的干扰而获得较为精准的数据。
我国的工业生产水平越来越高,发展脚步也越来越快,这对工业生产的各个环节提出的要求也就随之越来越高,尤其是在对生产设备的温度控制上,将温度控制在一个合理的范围之内,对于生产的产品质量和提高生产效率来说都是十分重要的。在我国当前的工业生产环节中,大部分的工艺流程都是在高温环境中完成的,但是这种环境下是无法进行人工接触测量温度的,只能依靠辐射温度计来完成。了解和掌握辐射温度计的工作原理和种类,是正确使用辐射温度计必要的前提和基础。
在测温学中,就温度传感器或温度计与被测温场之间的关系而言.测温方法可以分为两类:接触测温法和非接触测温法。后者也可称为辐射测温法。
在测温学中,就温度传感器或温度计与被测温场之间的关系而言.测温方法可以分为两类:接触测温法和非接触测温法。后者也可称为辐射测温法测量方法辐射测温法包括亮度法(光学高温计)、辐射法(辐射高温计)和比色法...
1、气体温度计:多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。 2、电阻温度计:分为金属电阻温度计和半导体电阻...
我知道有以下几种1、气体温度计:多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。2、电阻温度计:分为金属电阻温度计和半...
辐射测温法包括亮度法(光学高温计)、辐射法(辐射高温计)和比色法(比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正。对于固体表面温度自动测量和控制,可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正,最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量,则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。
自1800年Herschel发现红外辐射以来,辐射测温学已有将近200年的发展历史。如果说在19世纪各国科学家主要致力于发现各种热辐射定律,例如克希霍夫定律(1859)、斯蒂芬-玻尔兹曼定律(1879-1884)、普朗克定律(1900)、维恩=位移定律(1894)等,那么20世纪则主要着重于应用。本世纪60年代之前,辐射测温主要用于高温范围(800℃以上),但随着红外技术的发展.它已逐步扩展到中温、常温甚至低温范围。辐射测温技术的另一个重要发展趋势是动态与快速测量。毫秒级、亚微秒级甚至微秒级辐射温度计的相继问世,标志着这种技术进入了-个崭新的阶段。在这方面.计算机技术的广泛应用作出了重要的贡献。
与接触测温例如电阻测温、热电偶测温不同,辐射测温直接应用基本的辐射定律。它的测量可以与热力学温度联系起来,因此可以直接测量热力学温度。在制订1990年国际温标(ITS-90)的过程中,铝凝固点(630℃)以上的某些数值来自于辐射的测量结果就是一个证明。
辐射测温法的优点是显而易见的。它的测量不干扰被测温场,不影响温场分布,从而具有较高的测量准确度。辐射测温的另一个特点是,在理论上无测量上限,所以它可以测到相当高的温度。此外,其探测器的响应时间短,易于快速与动态测量。在一些特定的条件下,例如核子辐射场,辐射测温可以进行准确而可靠的测量。
辐射测温法的主要缺点在于,一般来说,它不能直接测得被测对象的实际温度。要得到实际温度.需要进行材料发射率的修正,而发射率是一个影响因素相当复杂的参数。这就增加了对测量结果进行处理的难度。另外,由于是非接触,辐射温度计的测量受到中间介质的影响。特别是在工业现场条件下,周围环境比较恶劣,中间介质对测量结果的影响更大。在这方面,温度计波长范围的选择是很重要的。此外.由于辐射测温的相对复杂的原理、温度计的结构也相对复杂,从而其价格较高。这也限制了辐射温度计在某些方面的使用。
辐射温度计的工作原理是物体的热辐射与温度之间的对应关系决定的,主要涉及到的理论定律是黑体辐射定律,更为具体一点说则是运用了普朗克定律。在传统的观念中,对于物体温度的概念就是其热辐射的情况,然而实际上对于一定量的热辐射来说,其温度并不是固定值,所以依据热辐射来判断物体温度是极为不准确的。在辐射测温学说当中,为弥补热辐射测温的漏洞,就有了表观温度的概念,其主要包括亮度温度、辐射温度和颜色温度,三种辐射温度计也是依据这一概念产生的。
当前辐射温度计越来越广泛的应用于各行各业中,其测量结果的准确度对于相关工作能否顺利开展具有重要影响,因此对于辐射温度计的检定工作显得尤为重要。在辐射温度计的检定过程中要认真把握一些问题,以保证检定结果准确可靠。
1、外观检查
被检温度计外观和说明书应符合以下要求:
(1)被检温度计上应标有型号规格、制造厂(或商标)和出厂编号;
(2)被检温度计上或说明书中应有测量范围视场和距离系数的数值,以及光谱范围信息;
(3)被检温度计的按键功能完好,指示屏显示正常,无可见缺损。
2、光学系统
以目视法检查光学系统是否清洁无损伤、是否有松动等现象、目视瞄准系统和辅助瞄准装置是否能正常引导测温场。
3、绝缘电阻
采用交流电源供电的被检温度计、电源端子、外壳与信号输出端子相互间的绝缘电阻均应大于20 MΩ。辐射温度计符合上述要求后方可进行检定。
通常在被检温度计的测温范围内均匀选取检定点,包括接近下限和上限的检定点。检定点接近均匀分布,一般为整百或整十摄氏度点。检定点在最大允许误差突变点附近时,应在最大允许误差较小的一侧选择接近突变点的检定点。也可根据用户要求增加检定点。多量程被检温度计的各量程视为不同温度计,按上述方法分别选取检定点。在相邻量程的重叠区,在较低量程和较高量程应选择相同检定点。
(1)根据说明书信息确定被检温度计的检定距离;
(2)根据说明书信息确认对辐射源直径的要求。说明书未直接给出此信息时,查出与检定距离相对应的视场直径,选用的黑体辐射源或面辐射源的直径一般应分别不小于被检温度计视场直径的1.4倍或1.7倍;
(3)根据检定点和被检温度计的技术指标选择计量标准;
(4)将被检温度计放置于检定环境中,通常不少于4h,初始温度与检定环境有较大差异的,应适当延长放置时间;
(5)被检温度计及其他所需仪器应按照规定的预热时间要求通电预热;
(6)将参考辐射温度计(如果使用)和被检辐射温度计的发射率设定值设为1。
按照检定距离的要求,将被检温度计安装在辐射源空腔前方的轴线延长线上,并瞄准辐射源中心。对于可调焦被检温度计,还应使其空腔底成像清晰,或聚焦在检定距离处。如果采用参考辐射温度计,参考和被检温度计应交替瞄准或以机械方式可重复的切换位置,并且还要考虑修正参考辐射温度计的校准条件与使用条件的差异对检定结果的影响。
调整辐射源设定值,使稳定后的辐射源量值与检定点的偏差不超过被检温度计最大允许误差的两倍。如果被检温度计在辐射源照射初期示值有漂移现象,对于手持式被检温度计,每次读数前应先用遮光板遮挡辐射源不少于30s,并在移开遮光板,并启动测量后的若干秒(一般为响应时间的三倍)后读数;对于固定安装式被检温度计,应在示值相对稳定后读数,如果说明书有明,按使用说明进行操作。若辐射源稳定性足够好,则可依次检定多个被检温度计。其他检定点的测量按照上述步骤重复进行即可。
辐射源在重复性检定点稳定后,使被检温度计瞄准辐射源,用遮光版在被检温度计前遮挡不少于30s后移开遮光板,记录数据。重复上述测量过程,共进行10次测量。对于手持式被检温度计,应在移开被检温度计前的遮光板并启动测量后的几秒后读数;对于固定安装式被检温度计,应在移开遮光板后示值相对稳定后读数。如果说明书有明确要求,按使用说明进行操作。
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,但是由于其所运用的测温原理较为复杂,能够熟练使用它的人也比较少,这就需要企业工作人员进一步去了解辐射温度计的原理及工作方式,发挥其最大的有效使用价值。首先,就是要依据生产的实际要求来选择合适的辐射温度计的种类。每一种辐射温度计所使用的范围都不一样,并且都存在一个最适宜的温度范围,一旦用于这个范围以外的温度环境当中,就会对其测温的精准度产生或多或少的影响,对工业生产效率与产品质量造成影响。比如医疗领域所运用的红外体温计的测温环境就与冶金行业的温度环境相差巨大,二者所使用的辐射温度计种类就完全不同,错误使用会造成严重的数据失真。所以使用者必须明确辐射温度计的具体使用范围,选择正确的辐射温度计类型。其次,还要注意使用辐射温度计与被测物体之间的距离,选取最优的距离进行测温会更有利于获得精准的温度数据。这个距离的确定要综合考虑被测物体的尺寸影响因素和测量人员的人身安全因素,在进行测温的同时也要保证该距离不会对人的身体健康产生影响。最后,还应注意测温环境的影响作用。测温现场如果粉尘等影响因素较大,则需要提前进行环境清理,以创造一个无客观干扰和阻碍的测温环境。 2100433B
大型建筑物维护用辐射温度计
大型建筑物维护用辐射温度计
本规范适用于工作用辐射温度计(温度范围300~2200℃)的首次检定、后续检定和使用中检验。2100433B
本规程适用于测量范围在(20~2800)℃内的工作用全辐射温度计及其敏感器(光学系统和检测器)的首次检定和后续检定。2100433B
辐射温度计的测量不干扰被测温场,不影响温场分布,从而具有较高的测量准确度。辐射测温的另一个特点是在理论上无测量上限,所以它可以测到相当高的温度。此外,其器的响应时间短,易于快速与动态测量。
一般来说,辐射测温法不能直接测得被测对象的实际温度。另外,由于是非接触,辐射温度计的测量受到中间介质的影响,特别是在工业现场条件下,周围环境比较恶劣,中间介质对测量结果的影响更大。