紅外輻射測溫技術(shù)講義

《紅外輻射測溫技術(shù)講義》由會員上傳分享，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。

1、《紅外輻射測溫技術(shù)》講義0緒論使學(xué)生了解紅外測溫的基礎(chǔ)知識和基本理論，輻射測溫的基本工作原理，熟悉輻射測溫儀表的基本構(gòu)成，為輻射測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)用的一門現(xiàn)代技術(shù)。眾所周知，從波長很長的無線電波到波長很短的宇宙射線都是不同波長的電磁波，或稱為電磁輻射。波長的單位在行業(yè)內(nèi)習(xí)慣用微米(μm)。頻率ν和波長λ的關(guān)系為λν=c（光速）；也有用波數(shù)σ表示波長的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，造福與人類，是每

2、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)律的一門學(xué)問。包括可見光直到紫外部分。*需要記住和理解的幾點(diǎn)內(nèi)容：?“紅外輻射是人眼看不見的光線”；?“紅外輻射就是熱輻射”?“對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是探測隱身飛行器的一種手段。起草：梅國暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-06第86頁共90頁l對威脅進(jìn)行紅外告警。②在民用方面：紅外測溫，紅外遙控，紅外遙感，紅外醫(yī)療，紅外加熱，紅外光譜技術(shù)。總之，紅外技術(shù)的應(yīng)用及其廣泛，它已涉及到軍事戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略的情

3、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，對未來戰(zhàn)爭產(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，醫(yī)用熱像儀、溫度測量與過程控制、紅外光譜分析、紅外加熱、紅外遙感、紅外天文學(xué)等。非接觸法測溫—輻射測溫法接觸法測溫?zé)犭娕紵犭娮琛鰷y溫技術(shù)溫度測量的方法可分兩大類：輻射測溫特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快、分辨率高，適用于旋轉(zhuǎn)物體、移動物體、熱容量小的物體、腐蝕性場合，以及接觸式測溫?zé)o法使用的條件下，輻射測溫被廣泛應(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熱處理和退火缺陷：①一般輻射溫度計(jì)都只

4、能測得亮度溫度或輻射溫度，由于一般被測物體發(fā)射率都小于l，所以不能測得真溫度。欲求得真溫度必須在線測得被測對象的發(fā)射率，對測量值進(jìn)行修正。②現(xiàn)場測量中經(jīng)常存在有外來光的干擾(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)正確的測量。③被測表面發(fā)射率往往在一定范圍內(nèi)變化，這是輻射測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：梅國暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-06第86頁共90頁4.內(nèi)容簡介：（1）紅外輻射基本理論（2）工業(yè)黑體輻射源（3）黑體空腔有效發(fā)射率

5、（4）黑體空腔積分發(fā)射率和有效溫度（5）輻射測溫儀表（6）輻射測溫技術(shù)5.相關(guān)知識（1）紅外物理（2）紅外光學(xué)（3）紅外探測器（4）信號處理技術(shù)6.輻射測溫儀器的一般設(shè)計(jì)步驟（1）明確需求與工作條件①被測物體：材料發(fā)射率②測溫范圍：100~1200℃③環(huán)境溫度：100~200℃④測溫環(huán)境：CO2和H2O蒸汽⑤目標(biāo)距離與尺寸：⑥測溫精度：⑦安全等級：具有防爆（煤氣）功能（2）測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）信號處理與顯示（5）標(biāo)定起草：梅國暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-06第86頁共90頁

6、第一章紅外輻射基本理論1.1紅外輻射的一般概念波長0.38～0.76mm范圍內(nèi)的電磁波屬于可見光線，波長比0.38mm短的電磁波分別為紫外線、x射線和g射線等。波長在0.76~1000mm之間的電磁波稱為紅外線，波長更長的電磁波稱為微波和無線電波。波長在0.1~40mm范圍內(nèi)的電磁波(包括可見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、透過及絕對黑體當(dāng)輻射能投射到物體表面上時(shí)，在一般情況下，其中一部分被物體吸收，一部分被反射，另一部分可以透過物

7、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，絕對黑體r＝1，全反射反射有一定規(guī)律的為鏡體反射無一定規(guī)律的為絕對白體t＝1，絕對透明體，或透熱體。自然界中并不存在絕對黑體、絕對白體或絕對透明體。起草：梅國暉創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-06第86頁共90頁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