本文解释了什么是高温计以及它们的用途。因此,您将了解高温计的工作原理、高温计有哪些不同类型以及高温计的优点和缺点。
什么是高温计?
高温计是一种无需接触物体即可测量其温度的设备。换句话说,高温计是远程测量温度的温度计。
例如,高温计可以测量极热金属的温度(+600 ℃)。显然,这些温度值不可能通过与金属接触来确定。下面我们将看到此类测量仪器的更多应用。
高温计的工作原理是测量人体发出的辐射,从而可以计算出体温。
因此,高温计和温度计的区别在于测量温度的方法。高温计可以远距离测量人体的温度,而温度计必须与人体有物理接触。此外,高温计可以测量比温度计更广泛的温度范围。
尽管高温计的库存未知,但其发明归功于荷兰人 Pieter van Musschenbroek 和英国人 Josiah Wedgwood,他们独立开发了与高温计非常相似的设备。
高温计如何工作?
现在我们知道了高温计的定义,让我们看看这种测量设备的工作原理。
任何温度大于 0 K 的物体都会发出热辐射,其值取决于其温度。因此,物体越热,发出的热辐射就越大。
高温计的操作基于斯蒂芬-玻尔兹曼定律,该定律将物体的温度与其发出的热辐射联系起来。因此,高温计测量身体发出的辐射,并应用斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算体温。
更准确地说,斯蒂芬-玻尔兹曼定律的公式如下:
金子:
- 茶
是身体发出的热辐射。
-
是物体的特征发射率。
-
是斯蒂芬-玻尔兹曼常数,等于5.67·10 -8 W·m -2 ·K -4 。
-
是体温。
高温计的类型
根据高温计捕获物体热辐射的方式,高温计可分为三种不同类型。
- 光学高温计:将发出的辐射与校准光的辐射进行比较以测量物体温度的高温计类型。因此,温度的测量取决于身体发出的可见光。这种类型的高温计用于测量 700°C 以上的温度。
- 辐射高温计:根据物体发出的辐射确定物体温度的高温计类型。一般其测量范围在550℃至1600℃之间。
- 红外高温计:一种高温计,其操作与辐射高温计类似,但它仅检测波长在 0.4 至 0.7 μm 之间的辐射。它可以测量非常宽的温度范围,通常为 -50°C 至 4000°C。
高温计的优点和缺点
高温计的优点:
- 使用高温计测量温度非常快(通常需要不到一秒)。
- 高温计可以测量的温度范围非常广泛。
- 与传统温度计不同,高温计不会遭受接触磨损。
- 高温计使我们能够测量移动物体的温度。
- 避免了由于热接触不良而导致的错误。
高温计的缺点:
- 为了准确确定温度,必须知道材料的发射率。
- 热辐射源或环境光的反射会影响测量的温度值。
高温计应用
高温计对于测量难以接近或因非常热而无法触摸的表面的温度非常有用。例如,高温计可用于找出电机或机器难以接近的部分的温度。
同样,高温计可以测量移动物体的温度。例如,高温计是用于测量旋转涡轮机温度的仪器。
此外,高温计可以测量比温度计更广泛的温度范围,这就是高温计用于测量非常高的温度的原因。例如,在冶金炉中,高温计用于连续测量正在加工的金属的温度。