紅外輻射測(cè)溫技術(shù)講義

《紅外輻射測(cè)溫技術(shù)講義》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、《紅外輻射測(cè)溫技術(shù)》講義0緒論使學(xué)生了解紅外測(cè)溫的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，輻射測(cè)溫的基本工作原理，熟悉輻射測(cè)溫儀表的基本構(gòu)成，為輻射測(cè)溫儀表的研制奠定基礎(chǔ)。1.課程內(nèi)容、地位與應(yīng)用■紅外輻射：紅外技術(shù)是研究紅外波段內(nèi)電磁波的規(guī)律并使其應(yīng)用的一門(mén)現(xiàn)代技術(shù)。眾所周知，從波長(zhǎng)很長(zhǎng)的無(wú)線電波到波長(zhǎng)很短的宇宙射線都是不同波長(zhǎng)的電磁波，或稱為電磁輻射。波長(zhǎng)的單位在行業(yè)內(nèi)習(xí)慣用微米(μm)。頻率ν和波長(zhǎng)λ的關(guān)系為λν=c（光速）；也有用波數(shù)σ表示波長(zhǎng)的σ=1/λ(cm-1)。電磁波譜上的每一段都具有其獨(dú)特的規(guī)律，每一段都是一個(gè)研究領(lǐng)域，都有其特性和規(guī)律，研究并使其應(yīng)用，造福

2、與人類，是每個(gè)學(xué)科的宗旨。紅外技術(shù)就是研究紅外區(qū)域內(nèi)電磁波的規(guī)律的一門(mén)學(xué)問(wèn)。包括可見(jiàn)光直到紫外部分。*需要記住和理解的幾點(diǎn)內(nèi)容：?“紅外輻射是人眼看不見(jiàn)的光線”；?“紅外輻射就是熱輻射”?“對(duì)紅外線的研究也屬于光學(xué)范疇。”紅外技術(shù)的應(yīng)用：①軍事上：l軍事目標(biāo)的偵察、監(jiān)視、預(yù)警與跟蹤l紅外制導(dǎo)是一種重要的制導(dǎo)方式。l紅外通信。l軍用夜視儀。l是探測(cè)隱身飛行器的一種手段。起草：梅國(guó)暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-09第86頁(yè)共90頁(yè)l對(duì)威脅進(jìn)行紅外告警。②在民用方面：紅外測(cè)溫，紅外遙控，紅外遙感，紅外醫(yī)療，紅外加熱，紅外光譜技術(shù)?？傊?，紅外技術(shù)的應(yīng)用及其廣泛，它已

3、涉及到軍事戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略的情報(bào)搜集、目標(biāo)的偵察監(jiān)視、武器制導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)產(chǎn)生重大的影響。在工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科研等許多方面也廣為使用，例如熱源探測(cè)，醫(yī)用熱像儀、溫度測(cè)量與過(guò)程控制、紅外光譜分析、紅外加熱、紅外遙感、紅外天文學(xué)等。非接觸法測(cè)溫—輻射測(cè)溫法接觸法測(cè)溫?zé)犭娕紵犭娮琛鰷y(cè)溫技術(shù)溫度測(cè)量的方法可分兩大類：輻射測(cè)溫特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快、分辨率高，適用于旋轉(zhuǎn)物體、移動(dòng)物體、熱容量小的物體、腐蝕性場(chǎng)合，以及接觸式測(cè)溫?zé)o法使用的條件下，輻射測(cè)溫被廣泛應(yīng)用。如：電力、冶金、化工橡膠等領(lǐng)域l焊接、爐窯、焦化、電力（變壓器）l感應(yīng)加熱、塑料、玻璃l金屬擠壓成型l熱

4、處理和退火缺陷：①一般輻射溫度計(jì)都只能測(cè)得亮度溫度或輻射溫度，由于一般被測(cè)物體發(fā)射率都小于l，所以不能測(cè)得真溫度。欲求得真溫度必須在線測(cè)得被測(cè)對(duì)象的發(fā)射率，對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正。②現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中經(jīng)常存在有外來(lái)光的干擾(外部熱源)和光路中的干擾(水蒸汽、塵埃等)，必須消除這些干擾，才能實(shí)現(xiàn)正確的測(cè)量。③被測(cè)表面發(fā)射率往往在一定范圍內(nèi)變化，這是輻射測(cè)溫中需要解決的一個(gè)難題。④輻射溫度計(jì)應(yīng)適時(shí)用黑體爐檢定或校驗(yàn)以維持足夠的測(cè)量精度。2.教學(xué)計(jì)劃（32學(xué)時(shí)，9周）3.考試形式：大作業(yè)起草：梅國(guó)暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-09第86頁(yè)共90頁(yè)4.內(nèi)容簡(jiǎn)介：（1）紅外輻射基本

5、理論（2）工業(yè)黑體輻射源（3）黑體空腔有效發(fā)射率（4）黑體空腔積分發(fā)射率和有效溫度（5）輻射測(cè)溫儀表（6）輻射測(cè)溫技術(shù)5.相關(guān)知識(shí)（1）紅外物理（2）紅外光學(xué)（3）紅外探測(cè)器（4）信號(hào)處理技術(shù)6.輻射測(cè)溫儀器的一般設(shè)計(jì)步驟（1）明確需求與工作條件①被測(cè)物體：材料發(fā)射率②測(cè)溫范圍：100~1200℃③環(huán)境溫度：100~200℃④測(cè)溫環(huán)境：CO2和H2O蒸汽⑤目標(biāo)距離與尺寸：⑥測(cè)溫精度：⑦安全等級(jí)：具有防爆（煤氣）功能（2）測(cè)溫儀元件的選擇與參數(shù)設(shè)計(jì)①工作波段的選擇②探測(cè)器的選擇③透鏡材料選擇④透鏡的參數(shù)設(shè)計(jì)（3）能量與系統(tǒng)輸出計(jì)算（4）信號(hào)處理與顯示（5）標(biāo)

6、定起草：梅國(guó)暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-09第86頁(yè)共90頁(yè)第一章紅外輻射基本理論1.1紅外輻射的一般概念波長(zhǎng)0.38～0.76mm范圍內(nèi)的電磁波屬于可見(jiàn)光線，波長(zhǎng)比0.38mm短的電磁波分別為紫外線、x射線和g射線等。波長(zhǎng)在0.76~1000mm之間的電磁波稱為紅外線，波長(zhǎng)更長(zhǎng)的電磁波稱為微波和無(wú)線電波。波長(zhǎng)在0.1~40mm范圍內(nèi)的電磁波(包括可見(jiàn)光和紅外線的短波部分)熱效應(yīng)最顯著，所以把這部分波長(zhǎng)的電磁波稱為熱射線或熱輻射。紅外線范圍內(nèi)的電磁波還可按波長(zhǎng)的不同劃分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三部分。輻射的吸收、反射、透過(guò)及絕對(duì)黑體當(dāng)輻射能投射到物體表面上

7、時(shí)，在一般情況下，其中一部分被物體吸收，一部分被反射，另一部分可以透過(guò)物體。假設(shè)外界投射到物體表面上的總能量為Q0，被吸收了Qa，反射了Qr，透過(guò)了Qt。根據(jù)能量守恒有：Q0＝Qa＋Qr＋QtTTa＋r＋t＝1a—吸收率，r—反射率，t—透過(guò)率·鏡面反射—入射角等于反射角；·漫反射—平行光反射后沿各個(gè)方向均勻分布；實(shí)際表面既不是鏡面反射也不是均勻的漫反射。a＝1，絕對(duì)黑體r＝1，全反射反射有一定規(guī)律的為鏡體反射無(wú)一定規(guī)律的為絕對(duì)白體t＝1，絕對(duì)透明體，或透熱體。自然界中并不存在絕對(duì)黑體、絕對(duì)白體或絕對(duì)透明體。起草：梅國(guó)暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-09第86

8、頁(yè)共90頁(yè)1.2熱輻射的基本定律概念：為了從數(shù)量上表示物體的輻射能