[發(fā)明專利]一種測量目標(biāo)真實溫度的輻射測溫方法和儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210417758.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103048050A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖功弼;張文生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用輻射進(jìn)行測溫的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在不接觸目標(biāo)的情況下測量目標(biāo)真實溫度的方法和儀器。

背景技術(shù)

熱輻射溫度計是通過測定目標(biāo)輻射強(qiáng)度，來測定目標(biāo)溫度的溫度計。它的理論基礎(chǔ)是關(guān)于物體輻射強(qiáng)度和吸收本領(lǐng)關(guān)系的基爾霍夫(kirchhoff)定律(在局部熱平衡時目標(biāo)的吸收本領(lǐng)等于其發(fā)射率)，以及關(guān)于黑體輻射的普朗克(Planck)定律。輻射測溫有很多優(yōu)點(例如，它沒有測量上限限制，不擾動被測目標(biāo)的溫度場和熱平衡；它測量精度高，動態(tài)響應(yīng)好等等)；已成為非接觸測溫的主要方法。目前世界各國已有很多型號的輻射溫度計產(chǎn)品，并得到廣發(fā)應(yīng)用。各國高溫計量基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)溫度計都是輻射溫度計(而且都是亮度溫度計)。但是輻射溫度計的最大缺點是，它測得的實際目標(biāo)的溫度不是目標(biāo)的真實溫度(簡稱真溫)，而是目標(biāo)的表觀溫度。目前表觀溫度主要包括亮度溫度、輻射溫度和比色溫度(或稱顏色溫度，簡稱色溫)三種。對應(yīng)這三種表觀溫度可以引伸出三種基本的輻射測溫方法和儀表；即亮度法測溫儀表，全輻射測溫儀表(簡稱輻射溫度計)和比色法測溫儀表。其中亮度法測溫儀表是輻射測溫中最重要、最普及的儀表。它在引入有效波長概念后，在理論上十分嚴(yán)格，已成了各國高溫計量基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)儀表，并在計量量值傳遞和工業(yè)應(yīng)用方面長期起主導(dǎo)作用。

熱輻射溫度計在檢定(校準(zhǔn))中，都是以黑體爐為依據(jù)，是對黑體進(jìn)行分度處理的。但在測量實際目標(biāo)(非黑體)溫度時，得到的是目標(biāo)的表觀溫度(亮度溫度、輻射溫度或比色溫度)。要知道目標(biāo)的真實溫度，則要知道目標(biāo)的發(fā)射率ε(λ.T)。目標(biāo)的發(fā)射率不但是目標(biāo)的溫度和波長的函數(shù)，而且還與目標(biāo)的材料性質(zhì)、表面狀態(tài)等因素有關(guān)。這樣就對確定目標(biāo)的真溫帶來較大困難和不確定性。近百年來，輻射測溫的這一重大缺點一直困擾著測溫界。20世紀(jì)80年代以后，多國科學(xué)家對多波長溫度計進(jìn)行了大量研究，企圖通過應(yīng)用多波長溫度計等方法測得實際目標(biāo)的真溫。從三波長溫度計開始進(jìn)一步研制六波長溫度計，甚至35個波長的溫度計[1]等均研制出來。但到目前為止，這些多波長溫度計都不能測定目標(biāo)的真實溫度。本專利提出一種特定三波長輻射溫度計，建立求真溫數(shù)學(xué)模型，并通過高速迭代運算方法，實時測定目標(biāo)的真實溫度的方法和儀器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，即針對不能測定目標(biāo)真實溫度的問題，提出一種特定三波長輻射測溫儀器以及利用該儀器進(jìn)行測溫的方法，建立求真溫數(shù)學(xué)模型，并通過高速迭代運算方法，實時測定目標(biāo)的真實溫度。