大连大学建筑环境测试技术7PPT课件

单色辐射强度和全辐射 能量与温度的关系曲线 22
二、单色辐射高温计 依据物体光谱辐射强度或辐射亮度和其温度T的关
系，可以测出物体的温度。工程上，直接测定物体光 谱辐强度比较困难，而测定物体的辐射亮度，则相对 容易得多。故目前国内外使用的光谱辐射温度计都是 根据被测物体的光谱辐射亮度来确定物体的温度。这 就是辐射测量的基本原理之一。
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3.6 非接触测温 P91
利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度。
•非接触式测温仪表常分为两类： 光学辐射高温计和红外辐射仪。
• 光学系统和检测元件对辐射光谱均有选择性，因此各种 辐射测温系统一般只接收波长范围内的辐射能。
特点(简答P91):
• 不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，
规律：每条曲线均有一个极大值，而且这个极值是随着温 度升高而向波长短的方向移动。
E0[W/c( m 2m)]
λ
01 2
34
56
(μm19)
绝对黑体的单色辐射强度与波长和温度的分布曲线
不同温度下的曲线，其曲线峰值点的波长 λm和温度T均 满足维恩位移定律：
e0(,T)
mTb
b2 .8 9 1 3 0 m K
值，而且这个极值是随着温度升高而向波长短的方向移 动。
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规律：每条曲线均有一个极大值，而且这个极值是随着温 度升高而向波长短的方向移动。
E 0[W /c ( m 2m )]
λ
01 2
34
56
(μm16)
绝对黑体的单色辐射强度与波长和温度的分布曲线
规律：每条曲线均有一个极大值，而且这个极值是随着温 度升高而向波长短的方向移动。
分别有（单色高温计、全辐射高温计、比色高温计）、红 外高温计等等。
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一、热辐射测温的基本原理
物体在任何温度下都向外辐射电磁波。
•这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动 产生的，其中与物体本身温度有关传播热能的那部分辐 射，称为热辐射。
物体具有稳定温度
相等
发射电磁辐射能量
吸收电磁辐射能量
测温热电阻
IMU R M cdU R M a b (R 1R 3R 3R 2R tR t)
IM在显示表中被变换成为温度值指示出来。
5
热电阻的实际安装
热电阻测温点的选择、安装位置、插入深度、保温等 与热电偶相似。
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• 膨胀式温度计 • 热电偶 • 热电阻
小节
7
本次课开始新内容（7）
8
夸 父 逐 日
E0 T4
E / E1000
两 者 随 温 度 变 化 的 曲 线 104
如图所示。
103
E 0 0.65 m
温度升高时，单色辐射强 102
度的增长要快很多。即单 101
E0
色辐射高温计比全辐射高 温计灵敏度高、测量准确
100
1000 1200 1400 1600 1800 2000 T(k)
度高。
m
λ
e0(,T)最大值所对应的波长为 m
峰值波长
维恩位移定律说明：当绝对黑体的温度升高时，单色辐
射度最大值向短波方向移动。（越热，其辐射谱的波长越
短）
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斯蒂芬（Stefan)——玻尔兹曼定律
由实验及理论得到斯蒂芬-玻尔兹曼定律，给出了黑体
的总辐射能量为：
E 00 E 0 d0 c 1 5 (e c T 2 1 ) 1 d0 T 4
（一）平衡电桥测温
R3
R2
当 值。
A
Rt R2R1R3
测温热电阻
Rt
R1
Rt R1(R3 R2)
Rt R1
+ En －
R0
平衡电桥原理图
Rt时，R1测温电桥重新平衡,标尺指示出相应的温度
4
（二）不平衡电桥测温 电桥输出不平衡电压为
UcdUab(R1R 3R3 R2R t Rt )
IM
流过RM的电流IM为
热惯性小。
• 从原理上看，测温无上限。通常用来测定1000℃以上
的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。
Байду номын сангаас
10
非接触式辐射测温常用方法有四种：
亮度法：按物体的光谱或部分连续波长辐射亮度推 算温度。 全辐射法：按物体全波长范围的辐射亮度推算温度。
比色法：按物体两个波长的光谱辐射亮度之比推算温 度。 多色法：按物体多个波长的光谱辐射亮度和物体发射 率随波长变化的规律来推算温度。
E0 0T4
(3.6.3)
0 -斯蒂芬常数
0 5 .6 7 1 8 0 W m 2K 4
斯蒂芬-玻耳兹曼定律表明：绝对黑体的全辐射能量与 其热力学温度的四次方成正比。
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单色辐射强度和全辐射能量与温度的关系曲线
• 绝对黑体的单色辐射强度： • 绝对黑体的全部辐射能量：
E0 c15
1
c2
eT 1
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电磁波频谱
波长
Energy
波长
• 光速=波长 () x频率
= 3 x 108 m/s 在真空中
• 波数 = 1/波长 ( cm-1) • 频率 in GHz (1 Hz = sec –1)
E 0[W /c ( m 2m )]
01 2
34
56
绝对黑体的单色辐射强度与波长和温度的分布曲线
λ
(μm)
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规律：每条曲线均有一个极大值，而且这个极值是随着温 度升高而向波长短的方向移动。
E 0[W /c ( m 2m )]
λ
01 2
34
56
(μm18)
绝对黑体的单色辐射强度与波长和温度的分布曲线
大连大学建筑工程学院
建筑环境测试技术
1
3.4 热电阻测温 P81
大多数( )具有( )的电 阻温度系数，其阻值随其 温度升高而( )
------
-------
2
3.4 热电阻测温 P81 大多数( )热敏电阻具有( ) 的电阻温度系数，阻值随 温度升高而( )
3
四、热电阻测温电路 P84—3.4.4
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辐 射 测 温 的 物 理 基 础 是 普 朗 克 (Ptanck) 热 辐 射 定 律 和 斯蒂潘-玻耳兹曼(Stefan—Boltzmann)定律。 绝对黑体的单色辐射强度由普朗克定律确定：
E0 c15
1
c2
eT 1
(3.6.1)
式中λ——物体发出的辐射波长； T——热力学温度；
C1——普朗克第一辐射常数； C2——普朗克第二辐射常数。
能全部吸收投射来的各种波长的热辐射线
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在温度低于3000K时，对于波长较短的可见光，用维 恩公式替代普朗克公式产生的误差＜1％。
E0 c1
e 5
c2
T
(3.6.2)
E0 c15
1
c2
eT 1
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根据普朗克公式制成的绝对黑体在不同温度下的光谱辐射 曲线（见下图），每条曲线代表一个固定的温度。 从图中可以看到如下一些规律：每条曲线均有一个极大