工业用比色测温仪的校准研究

　　引言

　　比色测温仪是非接触式测温仪表的一种，它不仅有不干扰温场，不受被测对象腐蚀和毒化，不必与被测对象达到热平衡等非接触式测温仪表的通用优点，而且，由于它对黑度变化和介质吸收作用的影响有较强的抗干扰性能，所以在工业中广泛应用。

　　1 工作原理

　　比色测温仪测量的是物体的颜色温度，而物体的颜色温度最接近真实温度。其原理是普朗克定律，通过化简可得比色测温仪的原理公式如下所示：

　　从原理公式中不难看出，要想准确测得物体的温度必须要正确选择比值R，这也就是我们在校准过程中要考虑的问题。

　　1.1 校准

　　1.1.1 目前的检定规程

　　根据JJG67-2003《工作用全辐射温度计》检定规程中的：

　　4 概述

　　4.1 全辐射温度计属非接触测温仪表，测温原理的斯蒂芬——玻耳兹曼全辐射定律为理论依据，利用物体的辐射出射度与温度的单值函数关系确定物体的表面辐射温度。

　　4.2 全辐射温度计是将接收的辐射能量转换成电学量的敏感器和把敏感器输出量转换为温度读数的辅助单元。

　　从此规程中所述可以看出，它测的是物体的亮度温度，从原理上与比色测温仪也不同，所以不适合比色测温仪校准。

　　根据JJG415-2001《工作用辐射温度计》检定规程可知：

　　工作用辐射温度计(以下简称温度计)是通过检测被测目标的辐射亮度或它在不同波长下的比值(转换成电信号)，非接触地实现温度测量的仪器。

　　6.3.3 C) 温度计有发射率调节功能的，将发射率置于与辐射源靶面的有效发射率相同的数值。

　　7.3.4.1 全辐射温度计的发射率，设定值e就设置在1.00的位置上。

　　通过此规程概述可以看出，它所述内容包含了部分辐射温度计和比色测温仪，但是在其叙述中对比色测温仪的校准却所述不明确，它虽然强调了一个发射率调节，这与比色测温仪的比值调节意义不同。

　　通过两个规程所述，被检仪器均属于测量单色波长下的辐射温度，而对于最接近真实温度的颜色温度则有些不太全面。

　　1.1.2 实际应用分析

　　我厂现使用的比色测温仪包括美国爱康，常州潞城和湖北沙市这几个厂家所产产品，以爱康系列居多。通过这几个厂家的仪器比较，比色测温仪均有一个用斜率表示的可调参数，它与温度关系默契。这个比值参数不是单纯指物体在波长l1和波长 l2时的单色辐射出射度的比，它会有一些附加的常数或电气参数，所以，校准时应该正确选择此参数。因为它不同于单色的发射率调节，所以放在任何位置都缺乏理论依据，针对此问题，我们参考了仪器的使用说明书，我们发现：大多数比色测温仪说明书中都指出：使用时需把仪器与一个标准测温仪同时测量被测物，调节比值使二者温度相同即可，当这个比值固定后，仪器连续工作，除非它不准确或有故障时，我们需要重新调整这个比值参数，实际使用中也大多如此。那么我们在校准过程中是否也可以考虑这个办法呢?这就存在仪器在所有比值上是否都成线性，若呈线性，则在校准时，调整到与黑体温度相同的比值参数情况下温度线性合格，那么在实际使用中选择的比值参数只要与标准温度相同即可，于是我们取了三块爱康系列比色测温仪做了如下实验：