輻射式溫度傳感器測(cè)溫原理及測(cè)溫方法

自然界中任何物體只要其溫度在絕對(duì)零點(diǎn)以上，就會(huì)不斷地向周圍空間輻射能量。溫度越高，輻射能量就越多。任何物體又都能對(duì)輻射能量進(jìn)行吸收、透射或反射。掌握了這里面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可以知道物體的溫度，輻射式溫度器就是基于這一原理研制而成的。

輻射式溫度傳感器利用一定溫度物體的熱輻射原理制成的，輻射能隨物體溫度的變化而變化。在應(yīng)用輻射式溫度傳感器檢測(cè)溫度時(shí)，只需把傳感器對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體，不必與被測(cè)物體直接接觸，屬于非接觸測(cè)溫。它不會(huì)破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)，可測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和小的被測(cè)對(duì)象的溫度；傳感器或熱輻射能探測(cè)器不必達(dá)到與被測(cè)對(duì)象同樣的溫度，測(cè)溫上限不受傳感器材料熔點(diǎn)的限制；屬于被動(dòng)式溫度測(cè)量（即無(wú)須電源）；檢測(cè)時(shí)傳感器不必和被測(cè)對(duì)象達(dá)到熱平衡，響應(yīng)時(shí)間短，檢測(cè)速度快，適于快速測(cè)溫。

輻射式溫度傳感器測(cè)溫方法主要有以下三種：

一、比色測(cè)溫法

比色溫度的定義是:黑體在波長(zhǎng)λ1和λ2下的光譜輻射能量之比等于被測(cè)體在這兩個(gè)波長(zhǎng)下的光譜輻射能量之比，此時(shí)黑體的溫度稱為被測(cè)體的比色溫度。

二、亮度測(cè)溫法

亮度溫度的定義是:某一被測(cè)體在溫度為T(mén)、波長(zhǎng)為入時(shí)的光譜輻射能量，等于黑體在同一波長(zhǎng)下的光譜輻射能量。此時(shí)黑體的溫度稱為該物體在該波長(zhǎng)下的亮度溫度。

三、全輻射測(cè)溫法

全輻射測(cè)溫的理論依據(jù)是斯忒藩一玻耳茲曼定律。全輻射溫度的定義是：當(dāng)某一被測(cè)體的全波長(zhǎng)范圍的輻射總能量與黑體的全波長(zhǎng)范圍的輻射總能量相等時(shí)，黑體的溫度Tb就稱為該被測(cè)體的全輻射溫度。

上述輻射式溫度傳感器三種測(cè)溫方法中，比色測(cè)溫與亮度測(cè)溫都具有較高的精度。比色測(cè)溫的抗干擾能力強(qiáng)，在一定程度上可以消除電源電壓的影響和背景雜散光的影響等。全輻射測(cè)溫容易受背景干擾。

輻射式溫度傳感器可測(cè)量高達(dá)2500攝氏度的溫度，這是接觸式溫度傳感器所無(wú)法比擬的，在很多溫度測(cè)量場(chǎng)合也是唯一的一種測(cè)量方法。關(guān)于輻射式溫度傳感器的研究，重點(diǎn)要放在測(cè)量的精確性和穩(wěn)定性方面，將周圍環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響降到最低。