辐射式温度传感器,广泛应用于900oC以上的高温区的测量。近年来,随着红外技术的发展,其测温下限已经移到常温区,其应用范围也得到了极大的发展。那么接下来,杉本会为大家介绍辐射式温度传感器的原理及辐射测温物理基础。
辐射式温度传感器的原理
当物体处于绝对零度以上时,其内部带点粒子的运动会以电磁波的形式向外辐射能量,这就是热辐射。热辐射电磁波的波长可涉及红外线、可见光及紫外线区。理论与实践表明,这种辐射能量的大小与物体的温度存在一定的定量关系,这样,通过测量辐射能量的大小便可间接求出被测物体的温度。
辐射式温度传感器(也叫辐射式温度计)就是基于这一原理工作的。在利用辐射式温度计测量温度时,只需把温度计对准被测物体,而不必与被测物体直接接触,因此,这是一种典型的非接触式测温仪表,可用于测量运动物体的温度,而不必与被测物体直接接触。
温度传感器辐射测温的物理基础
辐射换热是三种基本换热形式之一。热辐射电磁波具有以光速传播、反射、折射、散射、干涉和吸收等特性。物体在不同温度范围内,其热辐射的电磁波波段也不同,是由波长相差很远的红外线、可见光、紫外线所组成的。
在低温时,物体的辐射能量很小,主要发射的红外线。随着温度的升高,物体的辐射能量急剧增加,辐射光谱也向波长短的方向移动。在500oC左右时,辐射光谱包括部分可见光。
到800oC时,可见光大大增加。到3000oC时,辐射光谱则包含更多的短波部分,使物体呈现自然。因此,有经验的人通过观察灼热物体表面的颜色就可以大致判断出物体的温度。