北美标准中测温方法:热电偶与红外测温方法比较

　　0 引言

　　测试和认证在北美市场占有重要地位。经认证并具备权威认证标志的产品将受到消费者的青睐。在北美市场出售的众多工控、电源以及电气产品等都要求 进行温度测量,确保产品的安全。本文将着重介绍两种测量方法, 即热电偶与红外测温, 并对这两种方法进行比较和概括。通过对北美标准对测温方法要求的要求, 来更多的帮助国内厂商了解相关规范, 为其产品的生产和出口提供建议。

　　1 温度测量的基本概念

　　温度是度量物体冷热程度的物理量, 在生产和科学试验中占有极其重要的地位, 是国际单位制( SI) 中 7 个基本物理量之一。从能量角度来看, 温度是描述系统不同自由度间能量发布状况的物理量; 从热平衡观点来看, 温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量; 从微观上看, 温度标志着系统内部分子无规则运动的剧烈程度, 温度高的物体, 分子平均动能大, 温度低的物体, 分子平均动能小。

　　早期人们以人的器官感觉出发, 凭感觉到的或接触到的冷热程度区别温度的高低。这样得出的结果往往不可靠、不准确。研究表明, 几乎所有物质的性质都与温度有关, 例如尺寸、体积、密度、硬度、弹性横量、破坏性强度、电导率、导磁率、光辐射强度等, 利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说, 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量, 而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点( 零点) 和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

　　2 主要测温方法介绍

　　温度测量方式有接触式和非接触式两大类。

　　(1)将传感器置于与物体相同的热平衡状态中, 使传感器与物体保持同一温度的测温法, 即为接触式测温法。例如利用介质受热膨胀的原理的水银温度计、压力式温度计和双金属温度计等。还有利用物体电气参数随温度变化的特性来检测温度。例如热电 阻、热敏电阻、电子式温度传感器和热电偶等

          接触式测温仪表比较简单、可靠, 测量精度较高; 但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换, 需要一定的时间才能达到热平衡, 所以存在测温的延迟现象, 同时受耐高温材料的限制, 不能应用于很高的温度测量。

　　(2)非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触。实现这种测温方法可利用物体的表面热辐射强度与温度的关系 来检测温度。有全辐射法、部分辐射法、单一波长辐射功率的亮度法及比较两个波长辐射功率的比色法等。非接触式仪表测温的测温范围广, 不受测温上限的限制, 也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快; 但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响, 其测量误差较大。