辐射式温度传感器.

L1T L2T
Ts-颜色温度 T-真实温度
可以导出：
1 ln 1 1 2 T TS 1 1 C2 2 1
4
若灰体在某一温度T时的全辐射能跟绝对黑体在温度 TF时全辐射能相等，则TF称为该灰体的辐射温度。
T F T T
4
4
则T TF 4
1
T
所以知道了物体的全辐射系数 T（查表）和用辐射 温度计测得辐射温度TF，根据上式可得到物体的真实 温度T。

黑体 r 1
灰体0 r 1 T F T
§9-5辐射式温度传感器
利用物体的热辐射特性与温度之间的关系来实现 辐射能 光学系统 聚焦 辐射接收器 （热敏元件） 电量
一，全辐射温度传感器
绝对黑体的全辐射能与温度的关系为：
E ( , T ) T
4
→ 热力学温度
↓ 波尔兹曼系数
灰体的全辐射能与温度的关系为 ：
E
F
( , T ) T E ( , T ) T T
全辐射高温计 示意图9-16 测量范围：700℃--2000℃
二，红外辐射温度传感器
采用的敏感元件只对红外光谱敏感。 温度T的物体辐射能量与不同波长的关系为：
普朗克定律： E ( , T )
c (e
5 T 1
c2
T 1)
1
①
式中C1，C2分别为第一，第二辐射常数。
①式说明：当波长λ一定，T越高，辐射功率越大。 此即红外辐射温度传感器的基本原理。
由图9-20可知： 辐射体温度T↑→ 辐射强度E（λ ，T）
亮度L（λ ，T）
↑ ↑
例： T： 1200K→1500K，则总辐射强度E（λ ，500） =2.5E（λ ,1200） 而取λ =0.66um(红光单色亮度)，则L （0.66,1500）≥10L(0.66,1200) 即温度变化，测量辐射强度或高度的变化，可得到足够高 的测温灵敏度。光电亮度温度传感器，就是利用单色亮度 与温度的关系进行工作的。
0
1 1 ln T T TL C2
TL 物体的亮度温度（一起 测得的温度）； T 物体真实温度；
四，光电比色温度传感器
由图9-20可知： 温度T↑→分布曲线变高，斜率变大→使两个波长 的光谱能量比发生明显变化。 即可通过测量两个波长（两种颜色）的光谱能量 比来测温。
L0 1Ts L0 2Ts
Hale Waihona Puke 108 109x
106
紫外
可 见 光
红外 波长 ( m)
微波
无线电波
105
101
102
107
2898 由维恩定律： m T um
②
即黑体辐射功率最大值所对应的峰值波长随温度升高 移向短波方向。由此式选择合适的敏感元件的测量范围。
红外辐射传感器工作 原理 图9-17
三，光电亮度温度传感器
黑体单色亮度：
L (T )
0
1

0 E (T )
1 C1 5 C2 exp( ) C TL exp( 2 ) 1 TL
5
C1
灰体单色亮度： C1 5 C2 L (T ) T exp( ) TL
L (T ) L (T )