比色溫度計比色溫度計1比色溫度計定義通過測量被測物體在兩個不同指定波長下的光譜輻射亮度之比來實現(xiàn)測溫的儀表。也稱顏色溫度計。因為實際物體的光譜發(fā)射率ελ受環(huán)境的影響較大，但對同一種物體見ελ1與ελ2比值的變化卻很小，因而可以減小黑度變化、塵埃吸收及散射所產(chǎn)生的影響。此外用比色溫度計測得的溫度較全輻射溫度計和亮度溫度計更接近于真實溫度，且測溫準確度高，響應快、可用于測量小目標的溫度。目前比色溫度計已廣泛應用于冶金、水泥、玻璃等工業(yè)部門，用來測量鐵液、鋼水、熔渣及回轉(zhuǎn)窯中水泥等溫度。比色溫度計定義通過測量被測物體在兩個不同指定波長下的光譜輻射2比色溫度計成品圖比色溫度計成品圖3比色溫度計測溫原理A.基本原理：

式(2-45)給出了黑體在兩個指定波長λ1和λ2(實際上是兩個波段λc1+dλ1和λc2+dλ2)上單色輻射亮度的比值φ(T)與溫度的關(guān)系，對于非黑體則有由上式可知，只要測得被測物體在兩個指定波長λ1和λ2上單色輻射亮度的比值φ(T)并確定對應的光譜發(fā)射率，就可求得被測物體的真實溫度T,即有比色溫度計測溫原理A.基本原理：4比色溫度計測溫原理B.顏色溫度為具有通用性，比色溫度計是按黑體刻度的，用這種刻度的溫度計去測量實際物體，所得到的溫度示值被稱作被測物體的“顏色溫度”。在兩個指定波長λc1和λc2下，若黑體在溫度為Tc時單色輻射亮度之比φb(Tb)和實際物體在溫度為T時的單色輻射亮度之比φ(T)相等，即φb(Tb)=φ(T)，則稱Tc為被測物體的顏色溫度，兩者的關(guān)系用下式表示比色溫度計測溫原理B.顏色溫度5比色溫度計測溫原理(1)根據(jù)被測物體的光譜發(fā)射率與波長的關(guān)系特性，顏色溫度Tc小于、等于或大于真實溫度T。(2)大多數(shù)被測物體的顏色溫度要比亮度溫度和輻射溫度更接近于真實溫度。(3)當ελc1=ελc2即被測物體為灰體時，顏色溫度就等于被測物體的真實溫度這是比色溫度計的最大優(yōu)點。例如，嚴重氧化的鋼鐵表面一般可近似看作灰體，這時儀表的示值即顏色溫度可認為近似等于被測物體的真實溫度，而不需修正。(4)對大多數(shù)金屬材料，光譜發(fā)射率隨波長的增大而減小。若λc1=λc2，則ελc1<ελc2,反之亦然，此時，顏色溫度總是大于真實溫度，即Tc>T。(5)對大多數(shù)非金屬材料，光譜發(fā)射率隨波長的增大而增大。若λc1>λc2，則ελc1>ελc2,反之亦然，此時，顏色溫度總是小于真實溫度，即Tc<T。

比色溫度計測溫原理(1)根據(jù)被測物體的光譜發(fā)射率與波長的關(guān)6典型比色溫度計比色溫度計按照它的分光形式和信號的檢測方法，可分為單通道式與雙通道式兩種。所謂通道是指在比色溫度計中使用探測器(檢測元件)的個數(shù)。單通道比色溫度計使用一個檢測元件，被測目標輻射的能量被調(diào)制輪流經(jīng)兩個不同的濾光片，射人同一檢測元件上。雙通道比色溫度計使用兩個檢測元件，分別接受兩種波長光束的能量。單通道比色溫度計又分為單光路式和雙光路式兩種。所謂光路是指光束在進行調(diào)制前或調(diào)制后是否由一束光分成兩束進行分光處理。沒有分光的為單光路，分光的為雙光路。雙通道比色溫度計又分為調(diào)制式與非調(diào)制式。無論哪種比色溫度計，都要計算兩個光譜輻射亮度的比值。典型比色溫度計比色溫度計按照它的分光形式和信號的檢測方法，可7單通道單光路比色溫度計單通道單光路比色溫度計8單通道單光路比色溫度計圖2-55是單通道單光路比色溫度計的結(jié)構(gòu)示意圖。被測物體的輻射能址經(jīng)物鏡聚焦。經(jīng)過通孔反射鏡而達到光電探測器，即硅光電池上。通孔反射鏡的中心開設一通光孔，其大小可根據(jù)距離系數(shù)而變，其邊緣經(jīng)拋光后進行真空鍍鉻。同步電動機帶動光調(diào)制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤上裝有兩種不同顏色的濾光片，交替通過兩種波長的光。硅光電池輸出兩個相應的電信號送.至變送器進行比值運算、線性化。圖中，反射鏡、倒像鏡和目鏡組成瞄準系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)該溫度計。由于采用一個檢測元件，儀表穩(wěn)定性較高;但結(jié)構(gòu)中帶有光調(diào)制轉(zhuǎn)盤，使溫度計的動態(tài)品質(zhì)有所下降;牌號相同的濾光片之間透過率(或厚度)的差異會影響測量準確度。單通道單光路比色溫度計圖2-55是單通道單光路比色溫度計的結(jié)9單通道雙光路比色溫度計單通道雙光路比色溫度計10單通道雙光路比色溫度計2-56是單通道雙光路比色溫度計的結(jié)構(gòu)示意圖。被測物體的輻射由分光鏡(干涉濾光片)分成兩路不同波長的輻射光束，分別通過光調(diào)制轉(zhuǎn)盤上的通孔和反射鏡，交替投射到同一個硅光電池上，轉(zhuǎn)換成相應的電信號，再經(jīng)變送器處理實現(xiàn)比值測定后，送顯示器顯示。單通道雙光路比色溫度計具有和單通道單光路比色溫度計一樣的優(yōu)點(穩(wěn)定)和缺點(動態(tài)品質(zhì)差)。此外，它還有助于克服各濾光片特性差異的影響，提高了測量準確度;但結(jié)構(gòu)較復雜，光路調(diào)整困難。單通道比色高溫計的測溫范圍為900一2000C，儀表基本誤差1%。如果采用PbS光電池代替硅光電池作為光電探測器，則測溫下限可達400`C單通道雙光路比色溫度計2-56是單通道雙光路比色溫度計的結(jié)構(gòu)11雙通道光路比色溫度計雙通道光路比色溫度計12雙通道光路比色溫度計雙通道非調(diào)制式比色溫度金于不像單通道那樣采用振動圓盤進行調(diào)制，而是采用分光鏡(干涉濾光片或棱鏡)把被測目標的輻射分成不同波長的兩束，且分別投射到兩個光電探測器上，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-57所示。被測物體的輻射能經(jīng)物鏡4聚焦于通孔反射鏡5上，再經(jīng)透鏡6人射到分光鏡7上。紅外光透過分光鏡后投射到硅光電池8上;可見光則被分光鏡反射到另一硅光電池9上。在8的前面有紅色濾光片將少量可見光濾去，在9的前面有可見光濾光片將少量長波輻射能濾去，兩個硅光電池的輸出信號的比值即可模擬顏色溫度。圖中，反射鏡1、倒像鏡2和目鏡3組成瞄準系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)該溫度計。雙通道調(diào)制式比色溫度計與雙通道非調(diào)制式比色溫度計較為相似，所不同的是經(jīng)分光鏡分光和反射鏡反射后所形成的兩束輻射，要先通過帶通孔的光調(diào)制轉(zhuǎn)盤同步調(diào)制后