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高溫計是有兩種形式: 1)一種用於測量熔池溫度的裝置,包括: a)耐火材料安裝套筒(1以及 b)光學高溫計 2)一般指測量溫度高於 500℃所使用的溫度計。常用的高溫計有光學高溫計、比色高溫計及輻射高溫計等。此外,熱電偶溫度計也可以用來測量3000℃以下的高溫。但因熱電偶溫度計的測量範圍可低到-200℃,所以一般不把它歸於高溫計內。

1光學式

一種利用物體光譜輻射度(即光譜輻射亮度)測量其溫度的高溫計。由熱輻射的能量分佈定律求得物體的實際溫度T與亮度溫度Ts的關係為
,
式中λ為所測量的單色輻射波波長,普通光學高溫計中利用紅色濾光片得到λ=0.650μm;c2=0.014388m·K為普朗克第二輻射常數;ε(λ,T)是物體的光譜發射率(黑度係數),它與溫度、波長、物質種類及物體表面狀態等因素有關,其值可以從有關手冊中查閱或按需要自行測定。用光學高溫計測出物體的亮度溫度Ts后,由上式就可以算出待測溫度。

2隱絲式

最常用的光學高溫計是隱絲式光學高溫計,其原理如圖1a所示。測量方法有兩種:一是調節電阻R以改變燈絲亮度,當它與待測光源像的亮度相等時,燈絲在光源的像上消失,這時由電錶G上讀出物體的亮度溫度;或用補償法由電位差計測量電流的精確值,再通過計算求出亮度溫度,后一方法適用於精密測量溫度。二是保持燈絲亮度為某一恆定值,旋轉一塊厚度隨角度改變的吸收玻璃,當物體像的亮度與燈絲亮度相同,由吸收玻璃的轉角可讀取物體的亮度溫度值。
光學高溫計上的溫度標示值可利用標準溫度燈確定。標準溫度燈如圖1b所示,它可以復現900~2500℃範圍內的亮度溫度,也可以作光源。
利用隱絲式光學高溫計可測出700~3000℃的溫度。更換燈泡和物鏡附加的吸收玻璃還可測更高的溫度。

3光電

另一種是光電高溫計,它的基本原理與光學高溫計相同。它們的主要差別是光電高溫計用光電轉換器件代替人眼比較亮度,因而測量結果不受人的主觀因素的影響。有的光電高溫計還採用光電倍增管作為轉換器件,從而大大提高了儀器的靈敏度,並可以進行連續測量和自動記錄。
有些光電高溫計還採用干涉濾光片代替紅色濾光片,從而提高了工作波長λ的精度。精密光電高溫計已作為基準高溫計使用,利用它復現「1968年國際實用溫標」中高於1064.43℃的溫度。

4比色式

又稱比率高溫計或雙色高溫計,是測量物體色溫度的高溫計。當非黑體的兩個確定波長λ1和λ2的光譜輻射度之比L(λ1)/L(λ2)等於某一溫度下黑體的同樣兩個波長的光譜輻射度之比時,則黑體的溫度就稱為此非黑體的色溫度。
圖2是常用的雙色比色高溫計原理圖。由濾光片取得藍光波長λ1=0.450μm及紅光波長λ2=0.650μm。硅光電池E1和E2分別接收到波長為λ1與λ2的輻射能量后,將在它們的負載電阻上產生電壓U1與U2。根據硅光電池的特性有,U1/U2=L(λ1)/L(λ2)。調節電位器W使測量電路的指示達到平衡,則電位器W上指示位置與比值U1/U2對應。利用黑體輻射源可對電位器W直接分度所指示的溫度值即待測物體的色溫度。
比色高溫計的測量範圍為800~2 000℃,測量精度可接近量程上限的±1%。比色高溫計的優點是測量的色溫度值很接近真實溫度。在有煙霧、灰塵或水蒸氣等環境中使用時,由於這些媒質對λ1及λ2的光波吸收特性差別不大,所以由媒質吸收所引起的誤差很小。對於光譜發射率與波長無關的物體(灰體)可直接測出其真實溫度。上述優點都是其他類型的光測高溫計所沒有的。色溫度的溫標是由亮度溫度確定的,因而比色高溫計的測量精度比光電高溫計的差;但由於比色高溫計使用方便,在冶金和其他工業中的應用仍較廣泛。

5輻射式

應用
輻射高溫計的測溫範圍及性能與光學高溫計的相同。輻射高溫計的測量誤差主要來源於:①中間媒質(如大氣等)的選擇吸收作用,使達到接受器的輻射能量中紅外部分損失較多;②沒有按規定的熱源到高溫計的距離進行測量(通常每種輻射高溫計對於被觀測面面積的直徑與高溫計透鏡間的距離都規定了比值);③各種高溫計中接受器的選擇吸收特性不同,致使光譜發射率偏離選取值;④熱電堆冷熱端溫度的改變、儀錶的誤差等。
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