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通常的温度通过热电偶就可以测量。常用的铂铑、镍铬、铜镍等热电偶从-50-1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬)、最高可达2800℃(如钨、铼)。


两种不同导体(或半导体)形成闭合回路,在不同温度下,由于接触点、长导体两端会因为不同温度而产生热电效应,从而出现电势差。这个电势差可以反推温度。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

碳化硅生长选用红外测温

但是,碳化硅生长温度较高,一般都是通过红外探测。温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的原子、分子运动而辐射。通过探测辐射的波长及强度,可以反推对应的物体表面的温度。再者可以做出表面温度分布图。


考虑最简单的黑体辐射,热平衡状态下,红外区域的直接使用经典的黑体辐射理论可以解释:

碳化硅生长选用红外测温

不同的温度、不同的波长可以测得不同的光强。


当然,准确的还是量子理论的,不但可以解释红外区,还可以解释紫外区和X射线区的光谱:

碳化硅生长选用红外测温

当频率趋于0或者温度趋于∞,就简化成经典的公式了。


自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程、表面状态、环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。


选用测温仪,要注意辐射路径的吸收。因为可以测的范围很广,所以可以针对不同的吸收情况,选择合适的波长。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.8~1.0um。其他温区可选用1.6μm、2.2μm、3.9μm。在低温测量应用中,通常用Ge或Si材料作为窗口,不透可见光,人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标,应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。


红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。一般的红外测温的校准周期是一年,建议选用腔形,发射率达到0.995的黑体炉,才能准确的校准红外测温仪。


参考文献

百度百科 红外线测温仪

费曼物理学讲义 第41章 布朗运动


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋
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