辐射温度计

在测温学中，就温度传感器或温度计与被测温场之间的关系而言．测温方法可以分为两类：接触测温法和非接触测温法。后者也可称为辐射测温法。

辐射测温法包括亮度法（光学高温计）、辐射法（辐射高温计）和比色法（比色温度计）。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。

自1800年Herschel发现红外辐射以来，辐射测温学已有将近200年的发展历史。如果说在19世纪各国科学家主要致力于发现各种热辐射定律，例如克希霍夫定律(1859)、斯蒂芬—玻尔兹曼定律(1879—1884)、普朗克定律(1900)、维恩=位移定律(1894)等，那么20世纪则主要着重于应用。本世纪60年代之前，辐射测温主要用于高温范围(800℃以上)，但随着红外技术的发展．它已逐步扩展到中温、常温甚至低温范围。辐射测温技术的另一个重要发展趋势是动态与快速测量。毫秒级、亚微秒级甚至微秒级辐射温度计的相继问吐，标志着这种技术进入了—个崭新的阶段。在这方面．计算机技术的广泛应用作出了重要的贡献。

与接触测温例如电阻测温、热电偶测温不同，辐射测温直接应用基本的辐射定律。它的测量可以与热力学温度联系起来，因此可以直接测量热力学温度。在制订1990年国际温标(ITS—90)的过程中，铝凝固点(630℃)以上的某些数值来自于辐射的测量结果就是一个证明。

辐射测温法的优点是显而易见的。它的测量不干扰被测温场，不影响温场分布，从而具有较高的测量准确度。辐射测温的另一个特点是，在理论上无测量上限，所以它可以测到相当高的温度。此外，其探测器的响应时间短，易于快速与动态测量。在一些特定的条件下，例如核子辐射场，辐射测温可以进行准确而可靠的测量。

辐射测温法的主要缺点在于，一般来说，它不能直接测得被测对象的实际温度。要得到实际温度．需要进行材料发射率的修正，而发射率是一个影响因素相当复杂的参数。这就增加了对测量结果进行处理的难度。另外，由于是非接触，辐射温度计的测量受到中间介质的影响。特别是在工业现场条件下，周围环境比较恶劣，中间介质对测量结果的影响更大。在这方面，温度计波长范围的选择是很重要的。此外．由于辐射测温的相对复杂的原理、温度计的结构也相对复杂，从而其价格较高。这也限制了辐射温度计在某些方面的使用。