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什么是光學(xué)高溫計?
光學(xué)高溫計是基于光譜輻射原理的測溫儀表，物體在高溫狀態(tài)下會發(fā)光，在可見光的波長范圍(0.35～0.75
)內(nèi)，高溫物體的熱輻射以光的形式表現(xiàn)出來，其輻射的強度與光的亮度之間有一定的關(guān)系。實際物體在某一波長λ下的光譜輻射亮度
和光譜輻射出射度
是成正比的，即
對一個確定的物體(可近似認為
固定不變)，在可見光波長范圍內(nèi)的某一波長下，因為實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)出單值對應(yīng)關(guān)系。這就是光學(xué)高溫計測溫的基本原理。通過直接測量光譜輻射亮度來確定物體的溫度比較困難，光學(xué)高溫計則是采用亮度比對法，具體的實現(xiàn)原理為：光學(xué)高溫計中裝有一只亮度可調(diào)的燈泡，作為比較光源。測溫時，在某一波長下用燈泡燈絲的光譜輻射亮度與被測物體的光譜輻射亮度進行比較，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)之間有一一對應(yīng)關(guān)系，因此測出其電氣參數(shù)就測量出物體的亮度，從而測量出物體的溫度值，終實現(xiàn)非接觸的溫度測量。其結(jié)構(gòu)示意和亮度比對示意如下圖所示。
光學(xué)高溫計由光學(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、調(diào)整，移動物鏡可把被測物體的成像落在燈絲所在平面上。移動目鏡是為了使人眼同時清晰地看到被測物體與燈絲的成像，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(0.66左右)下比較兩者的光譜輻射亮度。測量線路用來測量與燈絲亮度相應(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。在圖中采用的是測量燈絲兩端的電流。不同型號的光學(xué)高溫計的結(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提高量程。
在使用光學(xué)高溫計測量溫度時，人眼通過目鏡看到的圖像如圖所示。在被測對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(即燈絲頂部與對象分不清)，則說明兩者亮度相等，即可讀取測量結(jié)果了。鑒于這一原理，光學(xué)高溫計也常常稱為燈絲隱滅式光學(xué)高溫計。
光學(xué)高溫計存在不宜測量反射光很強的物體、測量精度比熱電偶和熱電阻低、亮度比較的判斷及調(diào)整均要人工進行，不能連續(xù)自動進行測量，同時帶來人員的主觀誤差等缺陷。