基于双波段比能量法的非接触测温系统的研究

任宏宇，叶 林，范博龙，肖 汀

(华中科技大学，湖北武汉 430074)

0 引言

温度的测量分为接触式测温与非接触式测温。接触式测温的优点为测得的温度是物体的真实温度，缺点是对被测物体的温度场分布有影响[1]。非接触式测温具有测温范围宽、响应速度快、不破坏被测对象温度场等特点[2]，非接触式测温在高温测量中应用最为广泛，主要应用行业为冶金、铸造、热处理等工业生产过程中，在电力、建筑、森林防火等行业中也得到了广泛应用[3-4]。非接触式测温已经成为事故预防、产品质量控制和经济效益提高的重要手段。

常见的非接触式测温仪器从原理上分有亮度式测温仪和比色式测温仪[5]。亮度式测温仪是测出物体在某一波长上的辐射能量，从而获取被测物体的温度。其优点为抗干扰能力强，缺点为接受的辐射能量较小。比色式测温仪是测出物体在2个特定的狭窄波长段上的辐射能比值，从而获取被测物体的温度[6]。其优点是可以克服光路系统的某些干扰，适应能力强，仪表示值接近真实温度，但结构比较复杂，只能测量高温物体。

本文研究的非接触测温系统是基于红外双波段比能量的方法，如果选用工作波段长度适合的传感器，则能够比亮度式测温仪和比色式测温仪测量更低的物体温度。本非接触测温系统针对表面发射率稳定的材料的中高温(300～550 ℃)温度的精确测量，适用于某些只能使用非接触测温的场合，如测量高速旋转的涡轮盘温度的情况。……