高溫計

一般指不與高溫物體接觸，而是通過對它的輻射熱量的測量，套用輻射公式推算出該物體 溫度的一類儀器。

因可不必與被測物體接觸，故可套用於極高溫度的場合、運動熱源以及不能接觸或對人體和 儀器有害的熱源溫度的測量。

基本介紹

• 中文名：高溫計
• 外文名：pyrometer
• 溫度： 500℃
• 範圍可低到：－200℃,
• 實質：測量其溫度的高溫計
• 分類：光學和輻射高溫計兩類

術語簡介

測量較高溫度的儀器。以光學高溫計和輻射高溫計兩類最為重要。

在光學高溫計中，燈絲加熱到標定的熱度，與高熱物體的顏色相比較，調整燈絲熱度，使其顏色與高熱物體相一致，燈絲的溫度即為高熱物體的溫度。

在輻射高溫計中，將來自物體的輻射集中在溫差電堆（thermopile）上，根據其所截獲的熱輻射量產生相應的電壓，再將電壓換算為該物體的溫度。

高溫計是有兩種形式：

高溫計

1）一種用於測量熔池溫度的裝置，包括：耐火材料安裝套筒以及光學高溫計；

2）一般指測量溫度高於 500℃所使用的溫度計。常用的高溫計有光學高溫計、比色高溫計及輻射高溫計等。

此外，熱電偶溫度計也可以用來測量3000℃以下的高溫。但因熱電偶溫度計的測量範圍可低到－200℃，所以一般不把它歸於高溫計內。

隱絲式

最常用的光學高溫計是隱絲式光學高溫計。

測量方法有兩種：一是調節電阻R以改變燈絲亮度,當它與待測光源像的亮度相等時，燈絲在光源的像上消失,這時由電錶G上讀出物體的亮度溫度；或用補償法由電位差計測量電流的精確值，再通過計算求出亮度溫度，後一方法適用於精密測量溫度。

隱絲式高溫計

二是保持燈絲亮度為某一恆定值，旋轉一塊厚度隨角度改變的吸收玻璃，當物體像的亮度與燈絲亮度相同，由吸收玻璃的轉角可讀取物體的亮度溫度值。

光學高溫計上的溫度標示值可利用標準溫度燈確定。標準溫度燈如圖1b所示，它可以復現900～2500℃範圍內的亮度溫度,也可以作光源。

利用隱絲式光學高溫計可測出700～3000℃的溫度。更換燈泡和物鏡附加的吸收玻璃還可測更高的溫度。

光電式

另一種是光電高溫計，它的基本原理與光學高溫計相同。它們的主要差別是光電高溫計用光電轉換器件代替人眼比較亮度，因而測量結果不受人的主觀因素的影響。有的光電高溫計還採用光電倍增管作為轉換器件,從而大大提高了儀器的靈敏度，並可以進行連續測量和自動記錄。

有些光電高溫計還採用干涉濾光片代替紅色濾光片，從而提高了工作波長λ的精度。精密光電高溫計已作為基準高溫計使用，利用它復現“1968年國際實用溫標”中高於1064.43℃的溫度。

比色式

又稱比率高溫計或雙色高溫計，是測量物體色溫度的高溫計。

當非黑體的兩個確定波長λ1和λ2的光譜輻射度之比L(λ1)/L(λ2)等於某一溫度下黑體的同樣兩個波長的光譜輻射度之比時，則黑體的溫度就稱為此非黑體的色溫度。

比色高溫計的測量範圍為800～2 000℃，測量精度可接近量程上限的±1%。比色高溫計的優點是測量的色溫度值很接近真實溫度。在有煙霧、灰塵或水蒸氣等環境中使用時,由於這些媒質對λ1及λ2的光波吸收特性差別不大，所以由媒質吸收所引起的誤差很小。

比色式高溫計

對於光譜發射率與波長無關的物體（灰體）可直接測出其真實溫度。上述優點都是其他類型的光測高溫計所沒有的。色溫度的溫標是由亮度溫度確定的，因而比色高溫計的測量精度比光電高溫計的差；但由於比色高溫計使用方便，在冶金和其他工業中的套用仍較廣泛。

輻射式

原理

根據熱輻射的斯忒藩－玻耳茲曼定律製成的高溫計。

輻射高溫計有折射式和反射式兩種。

折射式輻射高溫計接受器通常用熱電堆組成，熱端收集輻射能，冷端為室溫。測量時通過目鏡瞄準待測的物體，使物體的像正好落在接受器的“+”形鉑片上。

輻射式高溫計

電錶指示出接受器的溫升，通常的分度標示為黑體輻射溫度值Tp。這種高溫計的主要缺點是：因物鏡聚焦時有色差, 只能使一部分輻射能聚焦到接受器上而引起誤差。

反射式高溫計是利用凹面鏡將輻射能量聚焦到接受器上而進行測量的。

結構與折射式高溫計大致相同。這種高溫計雖然避免了透鏡存在色差所引起的誤差，但因空腔敞開，灰塵容易進入腔內而需要更好地維護。

套用

輻射高溫計的測溫範圍及性能與光學高溫計的相同。

輻射高溫計的測量誤差主要來源於：

①中間媒質（如大氣等）的選擇吸收作用，使達到接受器的輻射能量中紅外部分損失較多；

②沒有按規定的熱源到高溫計的距離進行測量（通常每種輻射高溫計對於被觀測面面積的直徑與高溫計透鏡間的距離都規定了比值）；

③各種高溫計中接受器的選擇吸收特性不同，致使光譜發射率偏離選取值；④熱電堆冷熱端溫度的改變、儀表的誤差等。