非接触式温度测量

非接触式温度测量

    热电偶和热电阻属于接触式温度测量，测量时必须与被测对象达到热平衡状态，才能真实反映对象的温度。接触式测量方法有时受测量环境的影响，如腐蚀、污染、还原气氛、振动以及磨损等因素，使测量变得困难。由于热电偶测量范围有限，对于温度超过2300℃高温电阻炉，接触式测量温度比较困难。基于热辐射原理的非接触式测量方法可以克服上述困难，因为非接触测量不需要与被测对象处在同一环境中，更不需要与被测对象接触，而且测量温度较高，在高温电阻炉温度测控中得到了广泛应用。非接触测量仪器常见的有光学高温计、光电高温计、全辐射高温计和光电比色高温计。

光学高温计

    光学高温计又称单波辐射高温计，是辐射高温计的一种，可测量的温度范围800~6000℃，它广泛地用来测量冶炼、轧钢、玻璃熔窖、锻打、热处理等温度。隐丝式光学高温计的组成，如图一所示，由物镜1、目镜4构成的光学装置，用于对比标准光源的亮度温度。吸收玻拜2用来提高测量范围。标准光源是一个可调节亮度的灯丝3。由电均盘R和电源E组成的亮度调节装置，通过调节灯丝电流，来改变灯全的亮度。指示电表的显示与炉子温度相对应。

    光学高温计是利用受热物体的单色辐射强度随温度升高而增长的原理来进行高温测量的，具体是利用了亮度均衡法。被测物体成像于高温计的灯丝平面上，调节滑线电阻盘，使灯丝的亮度与被测物体的亮度相均衡，灯丝轮廓就隐灭于被测物体的影像中，就可由仪表直接读取被测物体的亮度温度。指示电表是按绝对黑体(黑体是指能全部吸辐射能的物体)来进行温度刻度的，但被测物体往往是非黑体，由光学高温计所测得的亮度温度，必须用该物体的单色辐射系数，经查表修正后，才能求得该被测物体的实际温度。由于单色辐射系数总小于1，物体的亮度温度低于实际温度。

（图二）

    WGG2型光学高温计如图二所示，瞄准被测物体，前后调节物镜内筒，使被测物体的像清晰可见，再前后调节目镜直至看到清晰灯丝。人眼观察对比情况如图三所示，旋转滑线电阻盘，使流经灯丝的电流均匀地增大，如果灯丝亮度比被测物体的亮度低，会在背景上显示灯丝暗线，如图三a所示;如果灯丝亮度比被测物体的亮度高，会在背景上显示灯丝暗亮线，如图三b所示;只有灯丝在背景上的亮度隐去，如图三c所示，灯丝与被测物体的亮度才相同，此时电表的指示就是被测对象的亮度温度，再计算或查表就可获得被测对象的温度。

（图三）

    虽然光学高温计结构简单，使用方便，量程较宽，但因靠人眼来进行比较和判断仍容易产生观测误差，测量精度不理想，一般在±22~±33℃之间，而且仪表只有指示功能而不能自动记录，在自动化领域限制了光学高温计的应用。

光电高温计

    为了克服隐丝式光学高温计的缺点，又在这种仪器的基础上发展了光电式高温计，其工作原理和工作过程与光学高温计完全相同，只是它用光电敏感元件代替人眼判断辐射源和灯丝亮度的变化，并自动平衡亮度，可进行自动的连续测量、记录，便于系统的自动化控制。

光学高温计使用注意事项

    (1)在通过炉体上的透射孔测量温度时，要清楚对准测量的是工件温度、电热元件温度还是其他炉内部件的温度，因为材料不同，单色辐射系数也不同，测量的实际温度也有较大的差异。测觉时还要注意避免日光或强烈灯光直接照射被测物体，以免造成测量误差。

    (2)光学高温计应经常保存在特制的箱子中避免灰尘侵人和机械损伤，不要随意将仪表拆开，在清洁透镜时应先用软毛刷把灰尘拂去，再用软布或脱脂棉花略蘸些纯酒精或乙醚揩拭，注意勿使棉花纤维留在透镜上。

    (3)观察者与被测物应保持一定的距离，以免损坏仪表或造成人身事故，但不能离得太远，以免受中间介质(灰尘、烟雾、水燕气等)的影响，一般不超过2m。

    (4)光学温度计长期存放不用时，应将电池取出，防止损害仪表。

    (5)仪表应定期在专用的校验设备上进行读数核对，并根据检定结果来确定仪表的修正值。

    (6)当滑线电阻盘向右旋转到尽头而仪表的指针达不到满刻度值，说明电池的容量不足，应予以更换，注意电池的极性不可接反。

    (7)若使用时间太长，转动滑线电阻盘时，可能仪表指针有跳动现象时，说明滑线电阻接触不良，可拆下转盘用棉花蘸些汽油将内部揩拭清洁。

    (8)光学高温计不宜测量强反光物体的温度，也不能测量透明火焰的温度。

    (9)人的主观因素对测量结果的影响较大，对同一温度不同的人去测量可能有不同的结果，最好指定专人进行测量。

    (10)在使用某光学高温计前，一定要详细阅读使用说明书。