热电偶与红外测温方法比较研究

标准化热电偶。我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

3．热电偶的结构形式
为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

4．优点：
热电偶是实验室最常用的温度检测元件之一，为接触式。其优点是：
a 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
b 测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，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）
c 构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。．

五、红外测温原理，方法和适用范围

1．红外测温原理
物体处于绝对零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波形式，向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于0.8-0.15µm的近、中、外红外区。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

2．红外测温仪器结构
红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。

3．红外测温仪器种类
红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪（辐射比色测温仪）。对于单色测温仪，在进行测温时，被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数，造成误差。相反，如果目标大于测温仪的视场，测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。对于比色测温仪，其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小，不充满视场，测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡，对辐射能量有衰减时，都不对测量结果产生重大影响。对于细小而又处于运动或震动之中的目标，比色测温仪是最佳选择。这是由于光线直径小，有柔性，可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量。

红外测温仪是通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测量其表面温度。测温仪内的探测元件将采集的能量信息输送到微处理器中进行处理，然后转换成温度读数显示。在带激光瞄准器的型号中，激光瞄准器只做瞄准使用。其性能说明下表。

测温范围 -32℃--400℃ 显示分辩率 0.1℃(<199.1℃时 )
精度 23 ℃时±1% 工作环境温度范围 0--50 ℃
重复性 23 ℃时±1% 相对湿度 30 ℃时 10-95%
响应时间 500ms 电源 9V
响应光谱 7 -18micron 尺寸 137 × 41 × 196mm
最大值显示 Have 重量 270g
发射率 0.95Preset ―― ――

六、热电偶测温和红外测温比较

测温方法 测温原理 传感器和仪表 特点 测温范围（℃）
接触式 金属热电偶的热电势 铜－康铜（分度号T） 0－200℃是最准确的，精度高，低温灵敏度高 －200-350
铁－康铜（分度号J） 100℃以下线性好，有较高灵敏度。 －40-600
非接触式 热辐射能量变化 部分辐射法 由光电池、光敏电阻及其它红外探测元件作热敏元件，因它们有一定的光谱选择性，故非全光谱的 因仪表的工作波段可选择，因此可以避开中间介质的吸收峰 -50--3000
比色法 比较二个光波辐射能量之比 反应速度快，接近真实温度，受中间介质的影响小 50-2000

七、结论

综上所述，接触式测温仪表测温仪表（热电偶测温方法）比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温（红外测温方法）是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上