《非接触式测温原理》PPT课件.ppt

"非接触式测温原理" 非接触式测温是一种测量物体温度的方法，不需要与物体进行物理接触。这种方法基于热辐射基本定理，即任何物体在绝对零度以上都会以一定波长电磁波的形式向外辐射能量。非接触式测温仪表可以测量高温，且可以测量运动物体的温度，不会破坏物体的温度场。 热辐射基本定理是非接触式测温的基础。热辐射是三种基本的热交换形式之一，波长范围从 10-3m 到 10-8m。在低温时，物体辐射能量很小，主要发射的是红外线。随着温度的升高，辐射能量急剧增加，辐射光谱也向短的方向移动。在 5000C 左右时，辐射光谱包括部分可见光；到 8000C 时可见光大大增加，即呈现“红热”；如果到 30000C 时，辐射光谱包括更多的短波成分，使得物体呈现“白热”。 热辐射的重要参数包括辐射能、辐射能通量、辐射强度、辐射出射度、辐射亮度等。辐射能是指以辐射的形式发射、传播或接收的能量，单位是焦耳(J)。辐射能通量是指辐射能随时间的变化率，单位是瓦特(W)。辐射强度是指在给定方向上的立体角单元内，离开点辐射源（或辐射源面单元）的辐射功率除以该立体角单元，单位是瓦特/球面度(W/sr)。 辐射出射度是指离开辐射源表面一点处的面单元上的辐射能量除以该单元面积，单位是瓦/米²(W/m²)。辐射亮度是指表面一点处的面元在给定方向上的辐射强度，除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积。辐射亮度实际上包括所有波长的辐射能量。如果是辐射光谱中某一波长的辐射能量则称为在此波长下的光谱辐射亮度。 辐射能的分配是指当物体接受到辐射能量以后，根据物体本身的性质，会发生部分能量吸收、透射和反射。物体可以分类为黑体、透明体、镜体、白体等。黑体是指照射到物体上的辐射能全部被吸收，既无反射也无透射。透明体是指照射到物体上的辐射能全部透射过去，既无吸收又无反射。镜体是指照射到物体上的辐射能全部反射出去，若物体表现平整光滑，反射具有一定规律，则该物体称之为“镜体”；若反射无一定规律，则该物体称为“绝对白体”或者简称为“白体”。 基尔霍夫定律是指各物体的辐射出射度和吸收率的比值都相同，和物体的性质无关，是物体的温度和发射波长的函数。这一定律是热辐射基本定理的重要结论，对于非接触式测温仪表的设计和应用有重要的理论意义。 非接触式测温仪表可以分类为光学高温计、辐射式温度计、光电高温计、辐射温度计、比色温度计等。这些仪表的工作原理都是基于热辐射基本定理和基尔霍夫定律，通过测量物体的辐射能量来确定物体的温度。非接触式测温仪表广泛应用于冶金、铸造、热处理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工业生产过程中。 在实际应用中，非接触式测温仪表需要考虑到物体的性质、温度范围、测量环境等因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。同时，非接触式测温仪表也需要不断发展和改进，以满足不同工业生产过程中的需求。