輻射式溫度傳感器測溫原理及測溫方法

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溫度時(shí)，只需把傳感器對(duì)準(zhǔn)被測物體，不必與被測物體直接接觸，屬于非接觸測溫。它不會(huì)破壞被測對(duì)象的溫度場，可測量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和小的被測對(duì)象的溫度；傳感器或熱輻射能探測器不必達(dá)到與被測對(duì)象同樣的溫度，測溫上限不受傳感器材料熔點(diǎn)的限制；屬于被動(dòng)式溫度測量（即無須電源）；檢測時(shí)傳感器不必和被測對(duì)象達(dá)到熱平衡，響應(yīng)時(shí)間短，檢測速度快，適于快速測溫。

輻射式溫度傳感器測溫方法主要有以下三種：

一、比色測溫法

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

二、亮度測溫法

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

三、全輻射測溫法

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

上述輻射式溫度傳感器三種測溫方法中，比色測溫與亮度測溫都具有較高的精度。比色測溫的抗干擾能力強(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。全輻射測溫容易受背景干擾。

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