光谱辐射测温概念

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分类: 高温测量 |
现关于辐射温度的公式都是基于黑体,但实际测温对象都是非黑体。具有不同发射率的被测目标都有可能在同一波长(或某一波段、或全波段)发出相同的辐射能,使得一定量的热辐射具有真实温度的无限解。
为解决这一问题,辐射测温引入了表观温度的概念,以便在发射率未知的情况下,将实际物体的温度测量与黑体辐射定律直接联系起来。
表观温度有以下几种:
1、辐射温度:
根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律,对普朗克公式全波长积分,得到黑体总辐出度与其温度的四次方成正比。若待测辐射体的总辐出度等于黑体的总辐出度,则把该黑体的温度作为待测辐射体的温度,此温度称为辐射温度。根据概念,可应用全辐射测温法得到。
http://s10/mw690/006fZ0xTgy6ZuRWcwsN19&690
2、亮温:
其理论基础为普朗克定律,温度为T的辐射体在某一波长λ的光谱辐亮度,与温度为TB的黑体在同一波长的光谱辐亮度相等,则定义TB为该辐射体的亮温。
http://s16/mw690/006fZ0xTgy6ZuSua4N1bf&690
http://s6/mw690/006fZ0xTgy6ZuSJ0Cfr65&690
3、色温
若辐射体发射的光的颜色,与黑体在某一温度下辐射出的光的颜色相同(即两者光谱成分一致或接近),则此时黑体的温度就称为该光源的色温。两者光谱成分的一致性可用光谱辐出度来表征。准确地说,采用多通道选择光谱测量光谱辐亮度的高温计测得的温度都是色温。
但实际测温中,往往在被测辐射体的辐射光谱中选取两个波长,若这两个波长的辐亮度之比,与黑体在相应两波长的辐亮度之比相等,则此时黑体的温度即为待测辐射体的色温。
根据定义:
http://s4/mw690/006fZ0xTgy6ZuU3PhLR73&690
代入普朗克公式变换后得
http://s6/mw690/006fZ0xTgy6ZuU45N9X45&690
与真实温度的相对误差为
http://s9/mw690/006fZ0xTgy6ZuU48NGE18&690