测温仪器总览(DOC)

（一）接触式测温仪和非接触式测温仪的优缺点按照测量温度仪表方式的不同，测量仪表可以分为接触式与非接触式两类。

前者测温元件直接与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温元件进行充分的热交换而达到测温目的。

后者测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。

接触法测温时，直接测得被测物体的温度，因而简单、可靠、测量精度高。

但由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，因而产生了测温的滞后现象，对运动状态的固体测温困难较大。

另外，测温元件容易破坏被测对象温度场，且有可能与被测介质产生化学反应。

由于受到耐高温材料的限制，也不能应用于很高的温度测量。

非接触法只能测得被测物体的表观温度(亮度温度、辐射温度、比色温度等)，一般情况下，要通过对被测物体表面发射率修正后才能得到真实温度。

而且，这种方法受到被测物体到仪表之间的距离以及辐射通道上的水气、烟雾、尘埃等其它介质的影响，因此测量精度较低。

非接触法测量在原理上不受温度上限的限制，因而测量范围很广，由于它是通过热辐射来测量温度的，所以不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快，可以用来测量运动物体的表面温度。

（二）接触式测温仪探头分类及其比较接触式测温仪温度探头分类一般有热电偶和热电阻两种。

1.热电偶的测量原理是什么热电偶工作原理是基于赛贝克（seeback）效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路。

如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

热电偶由两个不同导线（热电极）组成，它们的一端是相互焊接的，形成热电偶的测量端（也称工作端）。

将它插入待测温度的介质中，而热电偶的另一端则与显示仪表相连。

如果热电偶的测量端存在温度差，则显示仪表将显示热电偶产生的热电动势。

2.热电阻的测量原理是什么热电化时本身电阻也随变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上通过激光溅射工艺在基片形成。

当被测介质有温度梯度时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。

3.热电阻和热电偶的选取3.1测温范围：500℃一般选取热电偶，500℃以下一般选取热电阻3.2根据测量精度：精度要求高时选择热电阻，精度要求不高时选择热电偶。

3.3测量范围：热电偶所测量的一般指“点”温，热电阻所测量的一般指空间平均温度。

4 热电偶的分度号有哪几种？有何特点？热电偶的分度号主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种，其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。

4.1贵金属热电偶S分度：铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶。

该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

抗氧化性强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃，短期使用1600℃。

在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶。

B分度：铂铑30-铂铑6热电偶(B型热电偶)为贵金属热电偶。

其正极（BP）的名义成分为铂铑合金，其中铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑量为6%，故俗称双铂铑热电偶。

该热电偶长期使用温度为1600℃，短期最高是有那个温度为1800℃。

B 型热电偶在系列热电偶中具有精确度高，稳定性好，使用寿命长，测量上限高等优点。

适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。

B型热电偶一个明显的优点是不需要用补偿导线进行补偿。

R分度：铂铑13-铂热电偶（R型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃。

4.2廉金属热电偶K分度：镍铬-镍硅热电偶（K型热电偶）是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。

正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，其使用温度为-200~1300℃。

K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。

广泛为用户所采用。

K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

钨铼热电偶：钨铼3/25是指热电偶两极的材料分别为W3%Re（正极）和W25%Re（负极），钨铼5/26的同理。

其中3/25的分度号为D，5/26的分度号为C。

1、钨铼热电偶的分类。

我国列入国家标准的钨铼热电偶有两种：A、钨铼5-钨铼26，它的正极名义成分为含钨95%、铼5%，负极名义成分为含钨74%、铼26%。

分度号为WRe5-WRe26，简写：W-Re5/26。

B、钨铼3-钨铼25，它的正极名义成分为含钨97%、铼3%，负极名义成分为含钨75%、铼25%。

分度号为WRe3-WRe25，简写：W-Re3/25。

2、钨铼热电偶的使用。

目前测量1600℃以上的温度，多采用非接触法，但是，该种方法的误差较大，如用接触法则能准确地测出真实温度。

在高温热电偶中，贵金属热电偶价格昂贵且最高温度也只能在1800℃以下，而钨铼热电偶不仅测温上限高，而且稳定性好，因此，钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。

我国的钨资源丰富，钨铼热电偶价格便宜，可以部分取代贵金属热电偶，它是高温测试领域中很有前途的测温材料。

3、使用温度。

它的最高使用温度可达到2800℃，可是，在高于2300℃时，数据分散。

因此，使用温度最好在2000℃左右。

4、使用环境气氛。

钨铼热电偶极易氧化，适于在惰性或干燥氢气中使用，或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用。

不能用于含碳气氛（如在含碳氢化合物的气氛中使用，温度超过1000℃即受腐蚀）。

钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物，以致降低其灵敏度并引起脆断，在有氢气存在的情况下，会加速碳化。

5、钨铼热电偶抗氧化。

该问题一直是国内外学者所关注的课题，并致力于研究解决。

我公司采用了国际先进制做工艺，成功研制开发了装配式高温高压W-Re热电偶，该项目曾在1999～2001年度内评为“北京市火炬计划项目”项目编号为99353。

该产品的测温范围为0～1800℃，广泛用于冶金、焦化、化工窑炉、热处理、玻璃等行业，它具有精度高，价格低、性能稳定、不受工作环境气氛的限制等优点，是代替铂铑热电偶的理想产品。

我公司生产的W-Re热电偶已在株洲硬质合金厂、自贡硬质合金厂及沈阳中科仪等单位，广泛应用，其性能达到国外同类产品水平。

其技术指标如下：1、分度号：W-Re3/25，W-Re5/262、测温范围：0～1800℃3、测温精度：< ± 1% t；< ± 0.5% t4、时间常数：≥180 s5、绝缘电阻：> 5MΩ6、规格尺寸：300，500，750，1000，1100（mm）（三）非接触测温技术有哪些？点测量：测定物体全部表面温度，像发动机或其他设备温差测量：比较两个独立点的测量温度，像连接器或断路器扫描测量：探测在宽的区域或连续区域目标变化。

象制冷管线或配电室。

比较常见的几种光学测温技术为:光谱测温技术、全息干涉测温技术、基于CCD的三基色测温技术和红外辐射测温技术。

光谱测温技术：光谱测温技术的基本原理是跟粒子数分布和温度有关的玻耳兹曼方程。

温度不同时，分子不同能级上的粒子分布数不一样，利用这个原理来测量温度。

全息干涉测温技术：原理是“干涉记录,衍射重现”。

当物体未变形前,拍摄一张全息图,并将其置于原来记录时的位置。

保持记录光光路中所有的元件位置不变,并用原来的参考光照明全息图，就会在原来物体处再现出物体的虚像。

若同时照射物体,且物体因受热而产生了形变,再现物光波和实际物光波就会因形变引起的相位差,叠加产生干涉条纹。

由干涉条纹可以确定出物体的形变大小,再依据形变确定出温度,从而实现对温度的测量。

基于CCD的三基色测温技术：利用彩色CCD 获取物体表面的RGB三色图像。

然后求解RGB关于T温度和辐射率的方程，从而实现对温度的测量。

红外辐射测温技术：热辐射是物体因本身的温度而以电磁波的形式向外发射能量的物理现象。

只要物体的温度高于绝对零度,它的表面就会向外界发射出热辐射,其辐射能取决于物体的温度,因此可以通过测量物体的辐射量来反推温度,这就是辐射测温技术的基本原理。

红外测温仪分类：台湾泰仕TES红外线测温仪、台湾泰纳TAINA红外线测温仪、台湾群特CENTER红外线测温仪、美国福禄克FLUKE红外线测温仪、台湾先驰SENTRY红外线测温仪、台湾衡欣AZ红外线测温仪等等。

影响红外测温仪的主要因素1、测温目标大小与测温距离的关系：在不同距离处，可测的目标的有效直径D是不同的，因而在测量小目标时要注意目标距离。

红外测温仪距离系数K的定义为：被测目标的距离L 与被测目标的直径D之比，即K=L/D2、选择被测物质发射率：红外测温仪一般都是按黑体（发射率ε=1.00）分度的，而实际上，物质的发射率都小于1.00。

因此，在需要测量目标的真实温度时，须设置发射率值。

物质发射率可从《辐射测温中有关物体发射率的数据》中查得。

3、强光背景里目标的测量：若被测目标有较亮背景光（特别是受太阳光或强灯直射），则测量的准确性将受到影响，因此可用物遮挡直射目标的强光以消除背景光干扰。

4、小目标的测量⑴应将测温仪固定在三角架（可选附件）上⑵需要精确调焦，即：用目镜中小黑点对准目标（目标应充满小黑点），将镜头前后调整，眼睛稍微晃动，如果被测小黑圆点之间没有相对运动，则调焦就已完成5.温度输出功能（1）数字信号输出——RS232、RS485，温度信号远传（2）模拟信号输出——0～5V，1～5V，0～10V，0/4～20毫安，可以加入闭环控制中。

（3）高报警、低报警─生产过程中要求控制温度在某个范围里,可设置高,低报警值。

高报警：在高报警设置打开的情况下，当温度高于高报警值，相应的LED灯闪烁，蜂鸣器响，并有AH常开继电器接通。

商品品牌：美国雷泰红外测温仪产品描述：测量温度范围：600-3000℃；瞄准方式：望远镜瞄准；D：S=180：1；功能强大的Raytek 3i 系列测温仪共有十多种型号，具有单、交叉激光和望远镜瞄准方式，特别适用于远距离物体的温度测量。

3i系列测温范围：-30～3000°C；测温精度可达+0.5%；光学分辨率最高至180：1；发射率0.1～1.0可调；高低温报警；环境补偿；并可同时存储100个数据。