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1、第一章第一节温度测量第二讲现在学习的是第1页，共27页 DDZ-DDZ-型热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的结构大型热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的结构大体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈体上可以分为温度检测元件、输入电路、放大电路和反馈电路电路,其原理框图如图所示。其原理框图如图所示。温度检测元件输入电路放大电路反馈电路被测温度输出电流I0温度变送器原理框图工作原理工作原理现在学习的是第2页，共27页一体化温度变送器一体化温度变送器它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器一种温度变送器 一
2、体化温度变送器结构框图现在学习的是第3页，共27页结构结构测温元件和变送器模块变送器模块的正常工作温度变送器模块的正常工作温度-20+80常用的变送器芯片常用的变送器芯片：AD693、XTR101、XTR103、IXR100等现在学习的是第4页，共27页接触式测温仪表的选择与安装接触式测温仪表的选择与安装必须接触被测对象必须接触被测对象1、满足生产工艺对测温提出的要求、满足生产工艺对测温提出的要求2、组成测温系统的各基本环节必须配套、组成测温系统的各基本环节必须配套3、注意仪表的工作环境、注意仪表的工作环境4、投资少且管理维护方便、投资少且管理维护方便现在学习的是第5页，共27页感温元件的安装
3、感温元件的安装1、必须正确选择测温点、必须正确选择测温点 当测量管道中介质温度时，应保证测量元件与流体充分接当测量管道中介质温度时，应保证测量元件与流体充分接触。因此要求测温元件的感温点应处于管道中流速最大处，且触。因此要求测温元件的感温点应处于管道中流速最大处，且应迎着被测介质流向插入，不得形成顺流，至少应与被测介质应迎着被测介质流向插入，不得形成顺流，至少应与被测介质流向垂直流向垂直2、应避免热辐射或测温元件外露部分的热损失而引起的误、应避免热辐射或测温元件外露部分的热损失而引起的误差，因此，一是要保证有足够的插入深度；二是在测温元差，因此，一是要保证有足够的插入深度；二是在测温元件外露部
4、分进行保温件外露部分进行保温现在学习的是第6页，共27页3、应防止引入干扰信号。同时应使接线盒的出线孔向下，、应防止引入干扰信号。同时应使接线盒的出线孔向下，以防止水汽、灰尘等进入而影响测量。以防止水汽、灰尘等进入而影响测量。4、应确保安全可靠、应确保安全可靠布线要求布线要求1、热电偶温度计应按规定型号配用热电偶的补偿导线，正、负极不要接错。、热电偶温度计应按规定型号配用热电偶的补偿导线，正、负极不要接错。2、人电阻应采用三线制接法与显示仪表相接；导线可采用普通铜导线，、人电阻应采用三线制接法与显示仪表相接；导线可采用普通铜导线，但其阻值要符合仪表要求但其阻值要符合仪表要求现在学习的是第7页，
5、共27页3、导线应有良好的绝缘。、导线应有良好的绝缘。非接触式温度检测非接触式温度检测利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系，对物体的温度进行检利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系，对物体的温度进行检测。测。主要方法：主要方法：亮度法亮度法 全辐射法全辐射法 比色法比色法现在学习的是第8页，共27页辐射测温辐射测温通过测出物体在全波长范围内的辐射能量通过测出物体在全波长范围内的辐射能量F(T)确定物体温度。确定物体温度。热辐射热辐射温度高于绝对零度的各种物体都会向外辐射出能量。物体温度越高，温度高于绝对零度的各种物体都会向外辐射出能量。物体温度越高，则辐射到周围空间去的能量越多。以电磁波
6、的形式辐射出去，包括波则辐射到周围空间去的能量越多。以电磁波的形式辐射出去，包括波长范围可以从长范围可以从射线已知到无线电波。射线已知到无线电波。通常把电磁波携带的能量称为辐射能。通常把电磁波携带的能量称为辐射能。测温的时候主要测温的时候主要 研究物体能吸收，并且在吸收他们的能量时又研究物体能吸收，并且在吸收他们的能量时又能把它转化成热能的那部分射线。能把它转化成热能的那部分射线。生活中由哪些常见的例子呢？生活中由哪些常见的例子呢？现在学习的是第9页，共27页取取 暖暖现在学习的是第10页，共27页冶金过程中的热辐射冶金过程中的热辐射现在学习的是第11页，共27页太阳辐射太阳辐射现在学习的是第
7、12页，共27页太阳能热水器太阳能热水器现在学习的是第13页，共27页电磁波谱图电磁波谱图现在学习的是第14页，共27页现在学习的是第15页，共27页黑体辐射黑体辐射自然界所有物体对辐射能都有吸收、反射和透射的本领。自然界所有物体对辐射能都有吸收、反射和透射的本领。Q0QRQAQD物体对辐射能的吸收、反射与透射物体对辐射能的吸收、反射与透射Q0 落在该物体上的总辐落在该物体上的总辐射能射能QA 被吸收的能量被吸收的能量QR 被反射的能量被反射的能量QD 被透射的能量被透射的能量现在学习的是第16页，共27页因此有因此有QA+QR+QD=Q0或者可以写成：或者可以写成：可以写成：可以写成：A+R
8、+D=1式中式中 A物体的吸收率，物体的吸收率，A=QA/Q0；B物体的反射率，物体的反射率，R=AR/Q0；D物体的透射率，物体的透射率，D=QD/Q0。现在学习的是第17页，共27页所以，当所以，当A=1的时候，落在物体上的辐射能全部被吸收，就称它为绝的时候，落在物体上的辐射能全部被吸收，就称它为绝对黑体，简称黑体。对黑体，简称黑体。当当R=1的时候，辐射能被全反射，就称它为绝对白体。的时候，辐射能被全反射，就称它为绝对白体。当当D=1的时候，辐射能被全透射，就称它为绝对透明体。的时候，辐射能被全透射，就称它为绝对透明体。它们都是实际物体热辐射性能的理想模型，自然界并不存在这它们都是实际物
9、体热辐射性能的理想模型，自然界并不存在这样三类物体，但有些物体的性能又非常接近它们样三类物体，但有些物体的性能又非常接近它们。烟煤的烟煤的 高度抛光的纯金高度抛光的纯金 常温下空气对热射线呈现透明的性质常温下空气对热射线呈现透明的性质例如：例如：现在学习的是第18页，共27页注注意意：误区：白颜色的物体一定是白体，黑色的物体就一定是黑体；白颜色物体白颜色物体：反射的射线在可见光部分呈白色。：反射的射线在可见光部分呈白色。玻璃只透过可见光，对玻璃只透过可见光，对 3m 的红外线不透明的红外线不透明例如例如 雪对可见光是良好的反射体，对肉眼是白色的，但对红外线几乎能全部吸雪对可见光是良好的反射体，
10、对肉眼是白色的，但对红外线几乎能全部吸收收=0.985；白布和黑布对可见光吸收率不同，但对红外线的吸收率基本相同白布和黑布对可见光吸收率不同，但对红外线的吸收率基本相同现在学习的是第19页，共27页自然界中并不存在绝对黑体、绝对白体和绝对透明体。一般我们遇到的自然界中并不存在绝对黑体、绝对白体和绝对透明体。一般我们遇到的固体和液体，既能吸收也能反射辐射能，我们称为固体和液体，既能吸收也能反射辐射能，我们称为“灰体灰体”所以说所以说黑体模型黑体模型现在学习的是第20页，共27页全辐射能与辐射强度全辐射能与辐射强度物体在单位时间内及单位面积上所辐射出的总辐射能量称物体在单位时间内及单位面积上所辐射
11、出的总辐射能量称为全辐射能。为全辐射能。即：即：式中式中 Q辐射能；辐射能；F物体的辐射面积。物体的辐射面积。这辐射能量包含着波长这辐射能量包含着波长=0的一切波长的总辐射能量。的一切波长的总辐射能量。现在学习的是第21页，共27页如果波长如果波长到到+d间的全辐射能是间的全辐射能是dE与与d之比称为辐射强度（或称单色辐射强度），之比称为辐射强度（或称单色辐射强度），即即这就是物体在一定波长下的全辐射能，是波长和温度的函数。这就是物体在一定波长下的全辐射能，是波长和温度的函数。热辐射基本定律热辐射基本定律普朗克定律普朗克定律维恩定律维恩定律斯蒂芬斯蒂芬-玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律内容包括：内容包
12、括：现在学习的是第22页，共27页普朗克定律普朗克定律 物体的辐射力在各个波长上分布是不均匀的，也就是说物体发射不同热射线的能力也有所不同。定义式定义式式中 称为第一辐射常数；称为第二辐射常数；e 自然对数的底；辐射波长，m 现在学习的是第23页，共27页普朗克定律的图示普朗克定律的图示现在学习的是第24页，共27页维恩定律维恩定律普朗克公式理论上可以适用于任意高的温度，但计算很不方便。当温度普朗克公式理论上可以适用于任意高的温度，但计算很不方便。当温度低于低于3000K时，普朗克公式可简化为维恩公式，即时，普朗克公式可简化为维恩公式，即关系曲线图关系曲线图现在学习的是第25页，共27页斯蒂芬玻尔兹曼定律（四次方定律）（四次方定律）定义式定义式式中 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，=5.6710-12W/(cm2K2)此式表明，黑体的全辐射能和绝对温度的四次方成正比的，所以又此式表明，黑体的全辐射能和绝对温度的四次方成正比的，所以又称四次方定律。它也是全辐射温度计测温的理论依据称四次方定律。它也是全辐射温度计测温的理论依据现在学习的是第26页，共27页黑度系数黑度系数定义物体的单色辐射强度定义物体的单色辐射强度E与同一温度下黑体的单色辐与同一温度下黑体的单色辐射强度射强度Eo之比之比现在学习的是第27页，共27页