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什么是光學(xué)高溫計(jì)?
光學(xué)高溫計(jì)是基于光譜輻射原理的測(cè)溫儀表，物體在高溫狀態(tài)下會(huì)發(fā)光，在可見光的波長(zhǎng)范圍(0.35～0.75
)內(nèi)，高溫物體的熱輻射以光的形式表現(xiàn)出來，其輻射的強(qiáng)度與光的亮度之間有一定的關(guān)系。實(shí)際物體在某一波長(zhǎng)λ下的光譜輻射亮度
和光譜輻射出射度
是成正比的，即
對(duì)一個(gè)確定的物體(可近似認(rèn)為
固定不變)，在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的某一波長(zhǎng)下，因?yàn)閷?shí)際物體的光譜輻射出射度與物體溫度呈單值函數(shù)關(guān)系，所以光譜輻射亮度必定與溫度之間也呈現(xiàn)出單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。這就是光學(xué)高溫計(jì)測(cè)溫的基本原理。通過直接測(cè)量光譜輻射亮度來確定物體的溫度比較困難，光學(xué)高溫計(jì)則是采用亮度比對(duì)法，具體的實(shí)現(xiàn)原理為：光學(xué)高溫計(jì)中裝有一只亮度可調(diào)的燈泡，作為比較光源。測(cè)溫時(shí)，在某一波長(zhǎng)下用燈泡燈絲的光譜輻射亮度與被測(cè)物體的光譜輻射亮度進(jìn)行比較，通過改變燈絲電流人工調(diào)整燈絲的亮度，使二者亮度相等，該燈泡亮度與其燈泡燈絲的電氣參數(shù)(電流或電阻)之間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此測(cè)出其電氣參數(shù)就測(cè)量出物體的亮度，從而測(cè)量出物體的溫度值，終實(shí)現(xiàn)非接觸的溫度測(cè)量。其結(jié)構(gòu)示意和亮度比對(duì)示意如下圖所示。
光學(xué)高溫計(jì)由光學(xué)系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)兩部分組成。光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡、目鏡、紅色濾光片、燈泡、吸收玻璃等。物鏡和目鏡均可移動(dòng)、調(diào)整，移動(dòng)物鏡可把被測(cè)物體的成像落在燈絲所在平面上。移動(dòng)目鏡是為了使人眼同時(shí)清晰地看到被測(cè)物體與燈絲的成像，以比較兩者的亮度。紅色濾光片的作用是與人眼構(gòu)成“單色器”，以保證在一定波長(zhǎng)(0.66左右)下比較兩者的光譜輻射亮度。測(cè)量線路用來測(cè)量與燈絲亮度相應(yīng)的燈絲的電流、電壓降或電阻等電氣參數(shù)，并終顯示溫度示值。在圖中采用的是測(cè)量燈絲兩端的電流。不同型號(hào)的光學(xué)高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)大同小異。灰色吸收玻璃的作用是吸收部分輻射能量，在防止燈絲升華的同時(shí)提高量程。
在使用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量溫度時(shí)，人眼通過目鏡看到的圖像如圖所示。在被測(cè)對(duì)象的背景上有一根燈絲，如看到的是暗的背景上亮的燈絲，則說明燈絲亮度高于被測(cè)物體的亮度，應(yīng)調(diào)整燈絲電流使其亮度降低；如背景亮而燈絲發(fā)黑，則燈絲亮度比被測(cè)物體的亮度低，應(yīng)調(diào)整增高燈絲亮度。直到燈絲隱滅而只是看不到時(shí)(即燈絲頂部與對(duì)象分不清)，則說明兩者亮度相等，即可讀取測(cè)量結(jié)果了。鑒于這一原理，光學(xué)高溫計(jì)也常常稱為燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)。
光學(xué)高溫計(jì)存在不宜測(cè)量反射光很強(qiáng)的物體、測(cè)量精度比熱電偶和熱電阻低、亮度比較的判斷及調(diào)整均要人工進(jìn)行，不能連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)帶來人員的主觀誤差等缺陷。