《測(cè)試技術(shù)課件-溫度測(cè)量-溫度測(cè)量-流速測(cè)量幻燈片.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《測(cè)試技術(shù)課件-溫度測(cè)量-溫度測(cè)量-流速測(cè)量幻燈片.ppt（79頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、第五章 溫度測(cè)量第一節(jié) 溫標(biāo)第二節(jié) 接觸式溫度計(jì)第三節(jié) 非接觸式溫度計(jì)第四節(jié) 氣體溫度計(jì)第五節(jié) 紅外技術(shù)在溫度測(cè)量中的應(yīng)用 一、溫標(biāo)一、溫標(biāo) 度量溫度高低的尺度，規(guī)定了溫度的度量溫度高低的尺度，規(guī)定了溫度的零點(diǎn)零點(diǎn)和基本和基本測(cè)量單測(cè)量單位位。熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和和華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)。u華華氏氏溫溫標(biāo)標(biāo)：規(guī)規(guī)定定在在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)大大氣氣壓壓下下冰冰的的融融點(diǎn)點(diǎn)為為3232華華氏氏度度，水水的的沸沸點(diǎn)點(diǎn)為為212212華華氏氏度度，中中間間等等分分為為180180份份，每每一一等份稱為華氏一度，符號(hào)用等份稱為華氏一度，符號(hào)用。u攝攝氏氏溫溫標(biāo)標(biāo)：規(guī)規(guī)定定標(biāo)

2、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)大大氣氣壓壓下下純純水水的的冰冰融融點(diǎn)點(diǎn)為為0度度，水水沸沸點(diǎn)點(diǎn)為為100度度，中中間間等等分分為為100格格，每每格格為為攝攝氏氏1度度，符號(hào)為符號(hào)為。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 由卡諾循環(huán)，工質(zhì)在溫度由卡諾循環(huán)，工質(zhì)在溫度T T1 1時(shí)吸收熱量時(shí)吸收熱量Q Q1 1和在溫度和在溫度T T2 2時(shí)放出熱量時(shí)放出熱量Q Q2 2 通過(guò)理想氣體的關(guān)系式表達(dá)通過(guò)理想氣體的關(guān)系式表達(dá)u熱力學(xué)溫標(biāo)：熱力學(xué)溫標(biāo)：符號(hào)符號(hào)T T，單位，單位開(kāi)爾文開(kāi)爾文(K)(K)。熱力學(xué)溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)T T與攝氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)t t的關(guān)系為的關(guān)系為 熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際單位制中熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際單位制中7 7個(gè)基本物理單位

3、之一。個(gè)基本物理單位之一。幾種溫標(biāo)的對(duì)比幾種溫標(biāo)的對(duì)比 正正 常常 體體溫溫 為為 37 C C，相相當(dāng)當(dāng) 于于 華華氏氏 溫溫 度度多多 少少 度度（98.6）？熱力學(xué)溫標(biāo)實(shí)用時(shí)不方便。熱力學(xué)溫標(biāo)實(shí)用時(shí)不方便。1990 1990年國(guó)際溫年國(guó)際溫標(biāo)標(biāo)(ITS-90)(ITS-90)指導(dǎo)思想是指導(dǎo)思想是應(yīng)盡量與熱力學(xué)溫標(biāo)接應(yīng)盡量與熱力學(xué)溫標(biāo)接近，溫度的復(fù)現(xiàn)性要好近，溫度的復(fù)現(xiàn)性要好。該溫標(biāo)有。該溫標(biāo)有1717個(gè)定義基個(gè)定義基準(zhǔn)點(diǎn)。準(zhǔn)點(diǎn)。u國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)：國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)：二、溫度計(jì)分類二、溫度計(jì)分類 .接觸式接觸式.非接觸式非接觸式第二節(jié) 接觸式溫度計(jì) 一、膨脹式溫度計(jì)一、膨脹式溫度計(jì) 1.1.1.1

4、.玻璃管液體溫度計(jì)玻璃管液體溫度計(jì)玻璃管液體溫度計(jì)玻璃管液體溫度計(jì) 常用水銀，常用水銀，200200以下可作為以下可作為精密標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)精密標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。1-1-玻玻璃璃溫溫包包；2-2-毛毛細(xì)細(xì)管管；3-3-刻刻度度標(biāo)標(biāo)尺尺；4-4-膨脹室膨脹室工作液體工作液體測(cè)溫范圍測(cè)溫范圍（）水銀水銀3030750750甲苯甲苯9090100100乙醇乙醇1001007575石油醚石油醚1301302525戊烷戊烷2002002020 特點(diǎn)：特點(diǎn)：精度較高，讀數(shù)直觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。精度較高，讀數(shù)直觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：信號(hào)不能遠(yuǎn)程傳輸，不能用于自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。信號(hào)不能遠(yuǎn)程傳輸，不能用于自動(dòng)

5、測(cè)量系統(tǒng)。使用玻璃管液體溫度計(jì)應(yīng)注意使用玻璃管液體溫度計(jì)應(yīng)注意:1)1)零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移:玻璃的熱脹冷縮。玻璃的熱脹冷縮。2)2)露出液柱的校正露出液柱的校正:n n為露出部分液柱所占的度數(shù)為露出部分液柱所占的度數(shù)();();為工作液體在為工作液體在玻璃中的視膨脹系數(shù)；玻璃中的視膨脹系數(shù)；t tB B為為標(biāo)定時(shí)標(biāo)定時(shí)標(biāo)定時(shí)標(biāo)定時(shí)外露部分空氣溫度外露部分空氣溫度();t();tA A為使用條件下外露部分空氣溫度為使用條件下外露部分空氣溫度()()。全浸入式全浸入式在使用時(shí)未能全浸，式中在使用時(shí)未能全浸，式中t tB B為溫度計(jì)測(cè)量為溫度計(jì)測(cè)量時(shí)的示值。時(shí)的示值。部分浸入式：部分浸入式：液柱只插入

6、一定深度，外露部分處于液柱只插入一定深度，外露部分處于環(huán)境溫度下，按下式修正環(huán)境溫度下，按下式修正 2.2.壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì) 1)1)充充氣氣壓壓力力式式，常常用用氮氮?dú)鈿?。測(cè)測(cè)溫溫范范圍圍為為-8080550 550，壓力與溫度接近線性關(guān)系。，壓力與溫度接近線性關(guān)系。2)2)工工質(zhì)質(zhì)為為低低沸沸點(diǎn)點(diǎn)液液體體，如如氯氯甲甲烷烷、氯氯乙乙烷烷等等，測(cè)測(cè)量量范范圍圍-20-20200 200。飽飽和和蒸蒸氣氣壓壓和和飽飽和和溫溫度度呈呈非非線線性關(guān)系，刻度不均勻。性關(guān)系，刻度不均勻。3)3)工質(zhì)為工質(zhì)為液體液體，如水銀、二甲苯、甲醇等。測(cè)溫范，如水銀、二甲苯、甲醇等。測(cè)溫范圍圍-40-40

7、200 200。使使用用時(shí)時(shí)，必必須須將將溫溫包包全部浸入被測(cè)物質(zhì)中全部浸入被測(cè)物質(zhì)中。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，價(jià)價(jià)格格便便宜宜，抗抗振振動(dòng)動(dòng)。精精度度差差，示示值值滯滯后時(shí)間長(zhǎng)，毛細(xì)管易損壞。后時(shí)間長(zhǎng)，毛細(xì)管易損壞。檢檢測(cè)測(cè)內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)油油溫溫或或水水溫溫。3.3.雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì) 測(cè)量范圍測(cè)量范圍-60-60500 500。按按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形狀狀，分分螺螺旋旋形形和和盤形盤形。二、熱電阻溫度計(jì)二、熱電阻溫度計(jì) 測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快，可以測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量顯示和自動(dòng)記錄測(cè)量顯示和自動(dòng)記錄。常用常用鉑熱鉑熱和和銅熱銅熱電阻。電阻。鉑熱：鉑熱：-200-200

8、500 500；銅熱：銅熱：-30-30100 100。WZC-111/12*1000mm Cu50銅銅熱電阻熱電阻 WZPK2-103/B級(jí)級(jí)6*515mm(0-300)鉑鉑熱電阻熱電阻WZP2-240/A級(jí)級(jí)3線線300/150mmE(0-300)隔爆隔爆裝配式熱電阻的型號(hào)含義裝配式熱電阻的型號(hào)含義裝配式熱電阻的型號(hào)含義裝配式熱電阻的型號(hào)含義 三、熱電偶溫度計(jì)三、熱電偶溫度計(jì) (一一)常用熱電偶的材料常用熱電偶的材料 1.1.1.1.鉑銠鉑銠鉑銠鉑銠10-10-10-10-鉑熱電偶鉑熱電偶鉑熱電偶鉑熱電偶 貴金屬貴金屬。特點(diǎn)：精度高，理化性能穩(wěn)定，測(cè)溫特點(diǎn)：精度高，理化性能穩(wěn)定，測(cè)溫上限上

9、限16001600，適于在氧化或中性氣氛中使用。適于在氧化或中性氣氛中使用。缺點(diǎn)：在高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕和污染，熱電缺點(diǎn)：在高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕和污染，熱電動(dòng)勢(shì)較小，靈敏度低。動(dòng)勢(shì)較小，靈敏度低。2.2.鉑銠鉑銠30-30-鉑銠鉑銠6 6熱電偶熱電偶 貴金屬貴金屬。特點(diǎn)：測(cè)量精度高，測(cè)溫特點(diǎn)：測(cè)量精度高，測(cè)溫上限上限18001800，適于在氧化，適于在氧化或中性氣氛中使用?；蛑行詺夥罩惺褂?。缺點(diǎn)：靈敏度較低、價(jià)格昂貴。缺點(diǎn)：靈敏度較低、價(jià)格昂貴。3.3.鎳鉻鎳鉻-鎳硅熱電偶鎳硅熱電偶 賤金屬賤金屬。特點(diǎn)：價(jià)格低廉，靈敏度較高，測(cè)溫重復(fù)性好，高特點(diǎn)：價(jià)格低廉，靈敏度較高，測(cè)溫重復(fù)性好，高

10、溫下抗氧化能力強(qiáng)，測(cè)溫溫下抗氧化能力強(qiáng)，測(cè)溫上限可達(dá)上限可達(dá)13001300。缺點(diǎn)：在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。缺點(diǎn)：在還原性介質(zhì)或含硫化物氣氛中易被侵蝕。4.4.銅銅-康銅熱電偶康銅熱電偶 賤金屬賤金屬。測(cè)溫范圍。測(cè)溫范圍-200-200400400。特點(diǎn)：價(jià)格低，精度高，靈敏度高。特點(diǎn)：價(jià)格低，精度高，靈敏度高。5.5.鎳鉻鎳鉻-康銅熱電偶康銅熱電偶 賤金屬賤金屬。測(cè)溫上限。測(cè)溫上限800 800。特點(diǎn)：特點(diǎn)：靈敏度最高，價(jià)格最便宜靈敏度最高，價(jià)格最便宜。缺點(diǎn)：抗氧化及抗硫化物的能力較差，適于在中缺點(diǎn)：抗氧化及抗硫化物的能力較差，適于在中性或還原性氣氛中使用。性或還原性氣氛中使用

11、。幾種常用的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶幾種常用的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶幾種常用的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶幾種常用的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶 測(cè)量特高溫度的測(cè)量特高溫度的銥鍺銥鍺-銥銥熱電偶，熱電偶，20002000以上。以上。測(cè)量特低溫度的測(cè)量特低溫度的鎳鉻鎳鉻-金鐵金鐵熱電偶，熱電偶，2 2273K273K。鋼包溫度測(cè)試鋼包溫度測(cè)試 (二二)常用熱電偶結(jié)構(gòu)常用熱電偶結(jié)構(gòu) 1.1.普通工業(yè)熱電偶普通工業(yè)熱電偶 保護(hù)保護(hù)絕緣套管絕緣套管在測(cè)量高溫時(shí)用在測(cè)量高溫時(shí)用金屬套管金屬套管；低；低于于10001000時(shí)用時(shí)用工業(yè)陶瓷或氧化鋁工業(yè)陶瓷或氧化鋁。兩個(gè)兩個(gè)熱電極熱電極熱電偶熱電偶接點(diǎn)接點(diǎn)普通普通裝配型裝配型熱電偶的外形熱電偶的

12、外形安裝螺紋安裝螺紋安裝法蘭安裝法蘭常見(jiàn)普通工業(yè)裝配式熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)普通工業(yè)裝配式熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)普通工業(yè)裝配式熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)普通工業(yè)裝配式熱電偶的外形結(jié)構(gòu) 裝配式熱電偶的型號(hào)意義裝配式熱電偶的型號(hào)意義裝配式熱電偶的型號(hào)意義裝配式熱電偶的型號(hào)意義 2.2.纜式熱電偶纜式熱電偶 單芯單芯和和雙芯雙芯。熱慣性小、。熱慣性小、牢固、抗振。牢固、抗振。適合適合微小、狹窄場(chǎng)合微小、狹窄場(chǎng)合。纜式熱電偶工作端結(jié)構(gòu)纜式熱電偶工作端結(jié)構(gòu)(a)單芯結(jié)構(gòu)；單芯結(jié)構(gòu)；(b)雙芯碰底型；雙芯碰底型；(c)雙芯不碰底型；雙芯不碰底型；(d)雙芯露頭型；雙芯露頭型；(e)雙芯帽型雙芯帽型法蘭法蘭纜式纜式纜

13、式纜式熱電偶可長(zhǎng)達(dá)上熱電偶可長(zhǎng)達(dá)上百米百米薄壁金屬保護(hù)套管薄壁金屬保護(hù)套管(纜式纜式)常見(jiàn)鎧裝熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)鎧裝熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)鎧裝熱電偶的外形結(jié)構(gòu)常見(jiàn)鎧裝熱電偶的外形結(jié)構(gòu) 鎧裝熱電偶示例鎧裝熱電偶示例3.3.隔爆型熱電偶隔爆型熱電偶厚壁保護(hù)管厚壁保護(hù)管壓鑄的接線盒壓鑄的接線盒電纜線電纜線 接接線線盒盒采采用用壓壓壓壓鑄鑄鑄鑄而而成成的的防防爆爆結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，當(dāng)當(dāng)接接線線盒盒內(nèi)內(nèi)有有放放弧弧時(shí)時(shí)，不不會(huì)會(huì)與與外外界界環(huán)環(huán)境境的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)氣氣體體傳傳爆爆。用用于于化化學(xué)學(xué)工工業(yè)業(yè)自控系統(tǒng)自控系統(tǒng)(易燃、易爆易燃、易爆易燃、易爆易燃、易爆等氣體或蒸汽）。等氣體或蒸汽）。4.4.4.4.薄膜熱

14、電偶薄膜熱電偶薄膜熱電偶薄膜熱電偶 很薄可直接粘貼在被測(cè)物表面，很薄可直接粘貼在被測(cè)物表面，快速快速測(cè)表面溫度。測(cè)表面溫度。熱電極為鎳鉻熱電極為鎳鉻-鎳硅、銅鎳硅、銅-康銅等。溫度范圍康銅等。溫度范圍300300以下以下。熱電偶的插入方式熱電偶的插入方式熱電偶的插入方式熱電偶的插入方式 熱電偶在擴(kuò)大管上的安裝熱電偶在擴(kuò)大管上的安裝熱電偶在擴(kuò)大管上的安裝熱電偶在擴(kuò)大管上的安裝 5.5.5.5.熱電偶的安裝與測(cè)試熱電偶的安裝與測(cè)試熱電偶的安裝與測(cè)試熱電偶的安裝與測(cè)試熱電偶（熱電阻）選用步驟流程圖熱電偶（熱電阻）選用步驟流程圖熱電偶（熱電阻）選用步驟流程圖熱電偶（熱電阻）選用步驟流程圖 四、溫度計(jì)的

15、校驗(yàn)四、溫度計(jì)的校驗(yàn) (一一)熱電阻熱電阻溫度計(jì)的校驗(yàn)溫度計(jì)的校驗(yàn) 1.1.比較法比較法 將將標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溫溫度度計(jì)計(jì)(水水銀銀、鉑鉑電電阻阻)與與被被校校熱熱電電阻阻溫溫度度計(jì)計(jì)一一起起插插入入恒恒溫溫源源，在在規(guī)規(guī)定定的的幾幾個(gè)個(gè)溫溫度度點(diǎn)點(diǎn)下進(jìn)行比較。下進(jìn)行比較。2 2兩點(diǎn)法兩點(diǎn)法 工工業(yè)業(yè)熱熱電電阻阻溫溫度度計(jì)計(jì)只只校校驗(yàn)驗(yàn)0 0時(shí)時(shí)的的R R0 0和和1O01O0時(shí)時(shí)R R100100，并檢查，并檢查R R100100/R/R0 0是否符合規(guī)定。是否符合規(guī)定。校校驗(yàn)驗(yàn)R R100100/R/R0 0時(shí)時(shí)，把把標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)熱熱電電阻阻溫溫度度計(jì)計(jì)(材材料料與與被被校校驗(yàn)驗(yàn)溫溫度度計(jì)計(jì)一一樣樣)

16、的的電電阻阻作作標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電阻阻；被被標(biāo)標(biāo)定熱電阻作為未知電阻定熱電阻作為未知電阻，采用，采用半橋方式。半橋方式。(R(R100100/R/R0 0)B B為標(biāo)準(zhǔn)熱電阻值為標(biāo)準(zhǔn)熱電阻值(由標(biāo)準(zhǔn)查得由標(biāo)準(zhǔn)查得););A AK K為水沸點(diǎn)槽內(nèi)時(shí)的電橋讀數(shù)為水沸點(diǎn)槽內(nèi)時(shí)的電橋讀數(shù);A A0 0為冰點(diǎn)槽內(nèi)時(shí)電橋讀數(shù)。為冰點(diǎn)槽內(nèi)時(shí)電橋讀數(shù)。先先在在冰冰點(diǎn)點(diǎn)槽槽內(nèi)內(nèi)放放置置30min30min進(jìn)進(jìn)行行電電橋橋平平衡衡，然然后后在在水水沸沸點(diǎn)點(diǎn)槽槽內(nèi)內(nèi)放放置置30min30min再再進(jìn)進(jìn)行行電電橋橋平平衡衡。用用下式計(jì)算下式計(jì)算R R100100/R/R0 0 (二二)熱電偶熱電偶溫度計(jì)的校驗(yàn)溫度計(jì)的校驗(yàn)

17、標(biāo)準(zhǔn)鉑銠標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-10-鉑熱電偶進(jìn)行三點(diǎn)鉑熱電偶進(jìn)行三點(diǎn)(金、銀、鋅金、銀、鋅凝固點(diǎn)溫度凝固點(diǎn)溫度)分度；分度；其余熱電偶在下表溫度點(diǎn)校驗(yàn)。其余熱電偶在下表溫度點(diǎn)校驗(yàn)。調(diào)節(jié)電爐溫度，穩(wěn)定各校驗(yàn)點(diǎn)調(diào)節(jié)電爐溫度，穩(wěn)定各校驗(yàn)點(diǎn)1010內(nèi)內(nèi)，每個(gè)溫度點(diǎn)，每個(gè)溫度點(diǎn)應(yīng)至少測(cè)量應(yīng)至少測(cè)量4 4次。次。五、接觸式溫度測(cè)量誤差五、接觸式溫度測(cè)量誤差 (二二)安裝誤差安裝誤差 1.1.感溫元件安裝的基本要求感溫元件安裝的基本要求 感溫元件應(yīng)迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入感溫元件應(yīng)迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入(圖圖a)a)，或迎著被測(cè)介質(zhì)的流向斜插，或迎著被測(cè)介質(zhì)的流向斜插(圖圖b)b)，至少正交，至少正交(圖圖c)c)，

18、避免形成順流避免形成順流。不用保護(hù)管時(shí)，插入不用保護(hù)管時(shí)，插入深度深度不應(yīng)小于熱電偶絲不應(yīng)小于熱電偶絲直徑的直徑的5050倍倍;測(cè)定液體時(shí)，插入深測(cè)定液體時(shí)，插入深度應(yīng)是保護(hù)管直徑的度應(yīng)是保護(hù)管直徑的9 91212倍倍;在直徑小的管道上安在直徑小的管道上安裝感溫元件時(shí)，可裝感溫元件時(shí)，可裝置裝置擴(kuò)大管擴(kuò)大管。2.2.安裝方式不同引起誤差實(shí)例安裝方式不同引起誤差實(shí)例 a a 插入過(guò)淺，誤差最大插入過(guò)淺，誤差最大;b b 可可測(cè)得真實(shí)溫度測(cè)得真實(shí)溫度；c c和和d d 介于兩者之間。介于兩者之間。3.3.3.3.熱電偶與被測(cè)表面接觸方式不同引起的誤差熱電偶與被測(cè)表面接觸方式不同引起的誤差熱電偶與被

19、測(cè)表面接觸方式不同引起的誤差熱電偶與被測(cè)表面接觸方式不同引起的誤差 點(diǎn)接觸式點(diǎn)接觸式點(diǎn)接觸式點(diǎn)接觸式：測(cè)量誤差最大測(cè)量誤差最大。面接觸式面接觸式面接觸式面接觸式：接點(diǎn)與金屬薄片焊接后，與被測(cè)面接觸。：接點(diǎn)與金屬薄片焊接后，與被測(cè)面接觸。等溫線接觸式等溫線接觸式等溫線接觸式等溫線接觸式：接點(diǎn)固定后沿被測(cè)表面等溫線絕緣敷：接點(diǎn)固定后沿被測(cè)表面等溫線絕緣敷設(shè)至少設(shè)至少2020倍線徑的距離。倍線徑的距離。測(cè)量誤差最小。測(cè)量誤差最小。分立接觸式分立接觸式分立接觸式分立接觸式：兩熱電極分別與被測(cè)表面接觸。：兩熱電極分別與被測(cè)表面接觸。(三三)輻射引起的誤差輻射引起的誤差 感溫元件感溫元件輻射傳熱產(chǎn)生的輻射

20、傳熱產(chǎn)生的誤差誤差ttf f為為T Tk k感溫元件的熱力學(xué)溫度；感溫元件的熱力學(xué)溫度；T T0 0容器內(nèi)壁的熱力學(xué)溫度；容器內(nèi)壁的熱力學(xué)溫度；C C輻射傳熱系數(shù)；輻射傳熱系數(shù)；hh氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)。氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)。u減少測(cè)量誤差措施：減少測(cè)量誤差措施：采用表面光滑的保護(hù)套管采用表面光滑的保護(hù)套管，以減少輻射傳熱系數(shù)，以減少輻射傳熱系數(shù)C C；改善對(duì)流傳熱條件，以增大氣體向感溫元件表面的改善對(duì)流傳熱條件，以增大氣體向感溫元件表面的傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)h h。當(dāng)當(dāng)T Tk kT T0 0時(shí)，時(shí)，ttf f0 0；故；故在感溫元件周圍應(yīng)在感溫元件周圍應(yīng)加一熱容量小的薄防輻射隔

21、離罩加一熱容量小的薄防輻射隔離罩，以減小誤差。，以減小誤差。(四四)熱傳導(dǎo)引起的誤差熱傳導(dǎo)引起的誤差 保護(hù)套管頂部熱量會(huì)保護(hù)套管頂部熱量會(huì)流向溫度較低的管壁流向溫度較低的管壁，存在熱，存在熱傳導(dǎo)誤差傳導(dǎo)誤差ttp pt t為被測(cè)介質(zhì)溫度為被測(cè)介質(zhì)溫度；t t0 0為保護(hù)套管座處的管壁溫度為保護(hù)套管座處的管壁溫度；L L為插入為插入深度深度；h h為被測(cè)介質(zhì)向感溫元件的為被測(cè)介質(zhì)向感溫元件的傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)；為感溫元件材料的為感溫元件材料的熱傳導(dǎo)率熱傳導(dǎo)率；S S為感溫元件為感溫元件外周圍外周圍長(zhǎng)長(zhǎng)；f f為感溫元件為感溫元件截面積截面積；coshxcoshx為為x x的雙曲余弦。的雙曲余弦。(

22、五五)高速氣流的溫度測(cè)量誤差高速氣流的溫度測(cè)量誤差 感溫元件的感溫元件的指示值介于靜溫指示值介于靜溫T T0 0和總溫和總溫T T*之間之間，稱有，稱有效溫度效溫度T Tr r ，定義恢復(fù)系數(shù)，定義恢復(fù)系數(shù)r r 因氣流運(yùn)動(dòng)引起的溫度測(cè)量誤差為因氣流運(yùn)動(dòng)引起的溫度測(cè)量誤差為 為氣體的等墑指數(shù)為氣體的等墑指數(shù);Ma;Ma為氣流的馬赫數(shù)。為氣流的馬赫數(shù)?；謴?fù)系數(shù)越低，馬赫數(shù)越高恢復(fù)系數(shù)越低，馬赫數(shù)越高，測(cè)溫，測(cè)溫誤差越大誤差越大。提高恢復(fù)系數(shù)提高恢復(fù)系數(shù)(接近于接近于1)1)，可減小誤差。，可減小誤差?；謴?fù)系數(shù)的測(cè)定：恢復(fù)系數(shù)的測(cè)定：1-1-穩(wěn)壓箱；穩(wěn)壓箱；2-2-待測(cè)熱電偶待測(cè)熱電偶；3-3-總

23、溫?zé)犭娕?；總溫?zé)犭娕迹?-4-總壓管；總壓管；5-5-壓力計(jì)；壓力計(jì)；6-6-冰瓶；冰瓶；7-7-切換開(kāi)關(guān)；切換開(kāi)關(guān)；8-8-電位差計(jì)；電位差計(jì)；9-9-噴管噴管 (六六)感溫元件的響應(yīng)感溫元件的響應(yīng) 接觸式靠接觸式靠熱交換熱交換熱交換熱交換測(cè)溫，因測(cè)溫，因熱慣性熱慣性而存在而存在時(shí)滯時(shí)滯 1)1)1)1)感溫元件的熱慣性感溫元件的熱慣性感溫元件的熱慣性感溫元件的熱慣性:2)2)2)2)指示儀表的機(jī)械慣性指示儀表的機(jī)械慣性指示儀表的機(jī)械慣性指示儀表的機(jī)械慣性:當(dāng)當(dāng)t=t=時(shí)感溫元件感受的溫度時(shí)感溫元件感受的溫度T T為為 影響時(shí)間常數(shù)的因素影響時(shí)間常數(shù)的因素：感溫元件的質(zhì)量、比：感溫元件的質(zhì)量

24、、比熱容、插入的表面積和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等。感溫?zé)崛?、插入的表面積和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等。感溫元件的質(zhì)量和比熱容越小，響應(yīng)越快。元件的質(zhì)量和比熱容越小，響應(yīng)越快。在測(cè)量瞬時(shí)溫度時(shí)必須用時(shí)間常數(shù)小的感溫在測(cè)量瞬時(shí)溫度時(shí)必須用時(shí)間常數(shù)小的感溫元件元件。其他一些溫度測(cè)量方法其他一些溫度測(cè)量方法 示溫涂料示溫涂料(變色涂料變色涂料)裝滿熱水后圖案變得裝滿熱水后圖案變得清晰可辨清晰可辨變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風(fēng)扇散熱風(fēng)扇低溫時(shí)低溫時(shí)顯示藍(lán)色顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色溫度升高后變?yōu)榧t色第三節(jié) 非接觸式溫度計(jì) 接觸式溫度計(jì)：接觸式溫度計(jì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、測(cè)量精

25、度高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、測(cè)量精度高；傳感器須受被測(cè)介質(zhì)腐蝕、氧化等作用傳感器須受被測(cè)介質(zhì)腐蝕、氧化等作用，且，且會(huì)破壞被會(huì)破壞被測(cè)溫度場(chǎng)分布測(cè)溫度場(chǎng)分布。非非接接觸觸式式：基基于于熱熱輻輻射射；不不會(huì)會(huì)破破壞壞被被測(cè)測(cè)介介質(zhì)質(zhì)溫溫度度場(chǎng)場(chǎng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。適于適于非穩(wěn)態(tài)非穩(wěn)態(tài)熱力過(guò)程測(cè)量、熱力過(guò)程測(cè)量、高溫測(cè)量高溫測(cè)量。紅外線輻射溫度計(jì)外形紅外線輻射溫度計(jì)外形激光僅用于瞄準(zhǔn)激光僅用于瞄準(zhǔn)熱輻射基本概念熱輻射基本概念 低低溫溫時(shí)時(shí)，物物體體輻輻射射能能量量小小，主主要要發(fā)發(fā)射射紅紅外外線線。溫溫度度升升高高，輻輻射射能能量量增增加加，輻輻射射光光譜譜向向短短波波方方向移動(dòng)。向移動(dòng)。50

26、0500左右時(shí)，輻射光譜包括部分左右時(shí)，輻射光譜包括部分可見(jiàn)光可見(jiàn)光；800800 時(shí)可見(jiàn)光大大增加，即呈現(xiàn)時(shí)可見(jiàn)光大大增加，即呈現(xiàn)“紅熱紅熱”；30003000 時(shí)時(shí)，輻輻射射光光譜譜包包括括更更多多的的短短波波成成分分，使得物體呈現(xiàn)使得物體呈現(xiàn)“白熱白熱”。輻輻射射測(cè)測(cè)溫溫的的基基本本原原理理：觀觀察察灼灼熱熱物物體體表表面面的的“顏色顏色”來(lái)大致判斷物體的溫度。來(lái)大致判斷物體的溫度。輻射能的分配：輻射能的分配：n當(dāng)物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的當(dāng)物體接受到輻射能量以后，根據(jù)物體本身的性質(zhì)，會(huì)發(fā)生部分能量性質(zhì)，會(huì)發(fā)生部分能量吸收吸收、透射透射和和反射反射 吸收率；吸收率；透射率；透

27、射率；反射率。反射率。QQ輻射能輻射能 單位焦耳單位焦耳(J)(J)物體分類：物體分類：u黑體（絕對(duì)黑體）黑體（絕對(duì)黑體）：照射到物體上的輻射能：照射到物體上的輻射能全部被吸收全部被吸收，既無(wú)反射也無(wú)透射。，既無(wú)反射也無(wú)透射。u透明體：透明體：照射到物體上的輻射能照射到物體上的輻射能全部透射全部透射過(guò)過(guò)去，既無(wú)吸收又無(wú)反射。去，既無(wú)吸收又無(wú)反射。u鏡體、白體：鏡體、白體：照射到物體上的輻射能照射到物體上的輻射能全部反全部反射射出去。鏡體出去。鏡體若物體表現(xiàn)平整光滑，反射若物體表現(xiàn)平整光滑，反射具有一定規(guī)律具有一定規(guī)律；絕對(duì)白體；絕對(duì)白體若反射若反射無(wú)一定規(guī)無(wú)一定規(guī)律律。n在自然界中黑體、白體和

28、透明體都是不存在的。一在自然界中黑體、白體和透明體都是不存在的。一般固體和液體的般固體和液體的透射率透射率值很小或等于零，氣體的值很小或等于零，氣體的值較大。一般工程材料，值較大。一般工程材料，0 0而而+=1=1，稱，稱為為灰體?；殷w。n從傳熱學(xué)角度看，可以人為制造黑體從傳熱學(xué)角度看，可以人為制造黑體 一、熱輻射理論基礎(chǔ)一、熱輻射理論基礎(chǔ) 由普朗克定律，絕對(duì)黑體的由普朗克定律，絕對(duì)黑體的單色輻射出射度單色輻射出射度M M0 0為為 c c1 1為普朗克第一輻射常量；為普朗克第一輻射常量；c c2 2普朗克第二輻普朗克第二輻射常量；射常量；為波長(zhǎng)；為波長(zhǎng)；T T為黑體的熱力學(xué)溫度。為黑體的熱力

29、學(xué)溫度。當(dāng)波長(zhǎng)當(dāng)波長(zhǎng)確定后，只要測(cè)定相應(yīng)波長(zhǎng)的確定后，只要測(cè)定相應(yīng)波長(zhǎng)的M M0 0 值，值，便可求出溫度便可求出溫度T T。溫度升高，單色輻溫度升高，單色輻射出射度增加、峰值射出射度增加、峰值向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)。向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)。所有波長(zhǎng)全部輻射出射度所有波長(zhǎng)全部輻射出射度M M0 0的總和為的總和為 0 0為斯忒藩為斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù)。玻耳茲曼常數(shù)。上式為絕對(duì)黑體上式為絕對(duì)黑體全輻射全輻射定律。定律。二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)二、單色輻射式光學(xué)高溫計(jì) 利用亮度利用亮度比較測(cè)溫：溫度比較測(cè)溫：溫度高于高于700會(huì)發(fā)出可會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，其見(jiàn)光，其單色亮度單色亮度B0 與單色輻射出射度與單色輻射出射

30、度M0 成成正比正比 代入維恩位移公式式，得代入維恩位移公式式，得 當(dāng)當(dāng)溫溫度度為為T Ts s黑黑體體的的亮亮度度B B 0與與溫溫度度為為T T實(shí)實(shí)際際物物體的亮度體的亮度B B 相等時(shí)，得相等時(shí)，得 T Ts s為為被被測(cè)測(cè)物物體體亮亮度度溫溫度度，亮亮度度溫溫度度要要比比物物體體的的實(shí)實(shí)際際溫溫度低度低。須須根根據(jù)據(jù)單單色色黑黑度度系系數(shù)數(shù)用用上上式式修修正正或或根根據(jù)據(jù)光光學(xué)學(xué)高高溫溫計(jì)計(jì)修正曲線修正曲線修正。修正。單色輻射式：?jiǎn)紊椛涫剑簾艚z隱滅式燈絲隱滅式和和光電光電高溫計(jì)。高溫計(jì)。1.1.燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì) 精度高精度高，用，用作作基準(zhǔn)儀器基準(zhǔn)儀器。可調(diào)電

31、阻可調(diào)電阻7 7調(diào)整燈絲電流改變燈絲亮度。調(diào)整燈絲電流改變燈絲亮度。調(diào)整目鏡調(diào)整目鏡4 4的位置以清晰地看到燈絲；的位置以清晰地看到燈絲；調(diào)整物調(diào)整物鏡鏡1 1使被測(cè)物體成像在燈絲平面上。使被測(cè)物體成像在燈絲平面上。若若燈絲亮度比被測(cè)物體的亮度低，燈絲亮度比被測(cè)物體的亮度低，則燈絲在則燈絲在背景上背景上呈現(xiàn)暗的弧線呈現(xiàn)暗的弧線(圖圖a);a);反之，顯現(xiàn)出反之，顯現(xiàn)出亮的弧線亮的弧線(圖圖b);b);當(dāng)當(dāng)亮度相等亮度相等時(shí)，燈絲時(shí)，燈絲隱滅隱滅在物像的背景里在物像的背景里(c).(c).2.2.光電高溫計(jì)光電高溫計(jì) 隱絲式易有隱絲式易有誤差誤差，且測(cè)量不連續(xù)，且測(cè)量不連續(xù)，無(wú)法自動(dòng)記錄無(wú)法自動(dòng)

32、記錄。采用采用光電器件光電器件作為敏感元件感受輻射的亮度變化。作為敏感元件感受輻射的亮度變化。被測(cè)物體輻射能量被測(cè)物體輻射能量物鏡聚焦物鏡聚焦遮光板孔遮光板孔濾光片濾光片光電器件光電器件。反饋燈反饋燈遮光板孔遮光板孔光電器件。遮光板前的光電器件。遮光板前的調(diào)制片調(diào)制片交替打開(kāi)和遮住上、下兩孔交替打開(kāi)和遮住上、下兩孔，使被測(cè)物體和反饋燈的，使被測(cè)物體和反饋燈的輻射能量交替地投射到光電器件上。輻射能量交替地投射到光電器件上。當(dāng)兩輻射能量不相等時(shí)，光電器件就產(chǎn)生一個(gè)當(dāng)兩輻射能量不相等時(shí)，光電器件就產(chǎn)生一個(gè)脈沖脈沖光電流光電流I I(與兩個(gè)與兩個(gè)單色輻射能量之差成比例單色輻射能量之差成比例)，當(dāng)反饋燈

33、，當(dāng)反饋燈的亮度與被測(cè)物體的亮度相等時(shí)，的亮度與被測(cè)物體的亮度相等時(shí)，I I為零。為零。u主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：采用光器件代替人眼的觀察；采用光器件代替人眼的觀察；可可使使參參考考輻輻射射源源在在選選定定的的波波長(zhǎng)長(zhǎng)范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的亮亮度度自自動(dòng)動(dòng)跟蹤被測(cè)物體的輻射亮度；跟蹤被測(cè)物體的輻射亮度；參參考考輻輻射射源源選選用用鎢鎢絲絲燈燈泡泡，能能保保持持較較高高的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性，故具有較高的精度和連續(xù)測(cè)量的特性；故具有較高的精度和連續(xù)測(cè)量的特性；設(shè)計(jì)了手動(dòng)值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實(shí)溫度；設(shè)計(jì)了手動(dòng)值修正環(huán)節(jié)，可顯示物體的真實(shí)溫度；采用新型光敏元件，測(cè)量范圍寬采用新型光敏元件，測(cè)量范圍寬(200(20016001600)。三、全輻射高溫計(jì)三、全輻射高溫計(jì) 根據(jù)絕對(duì)黑體全輻射定律，根據(jù)絕對(duì)黑體全輻射定律，基準(zhǔn)溫度基準(zhǔn)溫度T T1 1的黑體輻射的黑體輻射出射度出射度(M(M0 0)1 1與與未知溫