工作用辐射温度计

检定规程（1/2）

1 范围 本规程适用于在测温范围 (-50~3000)℃之内的工作用辐射温度计的首次检定和 后续检定。本规程的工作用辐射温度计是指发射率设定值可设置为1的单波段辐射温度 计和发射率比可设置为1的比色温度计,不包括红外耳温计、红外额温计和接触式辐射 温度计。 2 引用文件 JJF1001—2011 通用计量术语及定义 JJF1007—2007 温度计量名词术语及定义 IEC/TS62492-1—2008 工业过程控制装置 辐射温度计 第1部分:辐射温度计 的 技 术 数 据 (Industrialprocesscontroldevices—Radiationthermometers—Part1: Technicaldataforradiationthermometers) ASTM E2847—2013 宽 波 段 红 外 温 度 计 校 准 和 准 确 度 检 定 标 准 操 作 方 法 (StandardPracticeforCalibrationandAccuracyVerificationofWidebandInfraredThermometers) 凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文 件,其最新版本 (包括所有的修改单)适用于本规程。 3 术语和计量单位 3.1 术语 以下术语和JJF1001—2011及JJF1007—2007中界定的其他术语适用于本规程。 3.1.1 [有效]光谱亮度温度 [effective]spectralradiancetemperature 在给定波长,光谱辐射亮度与被测热辐射体的有效光谱辐射亮度相等的黑体的 温度。 注: 1 表示有效光谱亮度温度时,应说明其波长。 2 在不引起混淆时,可简称光谱亮度温度或亮度温度。 3 单波段辐射温度计实际测量的量可视为其有效波长下的有效光谱亮度温度。 4 经典亮度温度的定义:热辐射体与黑体在同一波长的光谱辐射亮度相等时,称黑体的温度为 热辐射体在该波长的亮度温度。在实际应用中,温度计在一有限光谱范围的测量结果,也称 为亮度温度 [JJF1007—2007,5.20]。在环境辐射可以忽略的情况下,有效光谱亮度温度 即为经典亮度温度。 3.1.2 [有效]亮度温度 [effective]radiancetemperature 在给定波长范围,辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度。

注: 1 表示有效亮度温度时,应说明其波长范围。 2 在不引起混淆时,可简称亮度温度。 3 单波段辐射温度计实际测量的量可近似视为与该温度计光谱范围对应的有效亮度温度。 4 经典辐射温度的定义:热辐射体与黑体在全波长范围的辐射亮度相等时,称黑体的温度为热 辐射体的辐射温度 [JJF1007—2007,5.23],有时也称为全辐射温度。在环境辐射可忽略 时的全 [有效]亮度温度与其对应。 3.1.3 [有效亮度温度测量的]有效波长 effectivewavelength [ofeffectiveradiance temperaturemeasurement] 在单波段辐射温度计光谱范围内,使得被测热辐射体的有效光谱亮度温度等于该温 度计示值的波长。 注: 1 与温度计光谱响应度、被测物体的光谱发射率以及环境辐射的光谱分布有关。 2 发射率趋于1时,有效波长的极限值称为极限有效波长。 3 测量高发射率辐射源时,有效波长可用极限有效波长近似。 4 窄波段辐射温度计的极限有效波长接近于温度计的中心波长。 3.1.4 比色温度 two-colortemperature 与热辐射体在两个给定波长的光谱辐射亮度之比相等的黑体温度。 注: 1 根据热辐射体的光谱发射率与波长的关系特性,比色温度小于、等于或大于真实温度。 2 在JJF1007—20075.26中的定义为:热辐射体与黑体在两个波长的光谱辐射亮度之比相等 时,称黑体的温度为热辐射体的颜色 [比色]温度。 3.1.5 [法向光谱]发射率 [normalspectral]emissivity 物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体的光谱辐射亮度之比。 3.1.6 [空腔]黑体辐射源 [cavity]blackbodyradiationsource 用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率、且热辐射特性 接近于黑体的凹形装置 [ASTM E2847—2013,3.1.2]。 注: 1 通常由辐射腔体和控温系统等部分构成。 2 用有效发射率表示其与同温度黑体的法向辐射亮度之比。黑体辐射源的有效发射率在不引起 歧义的情况下可简称发射率。 3.1.7 [平]面辐射源 [flat]plateradiationsource 用于检 定 或 校 准 辐 射 温 度 计、具 有 稳 定 控 制 的 温 度 和 明 确 的 发 射 率 的 平 表 面 [ASTM E2847—2013,3.1.8]。 注: 1 通常由平面辐射体 (包括利用小尺度 V 型槽等增加有效发射率的面辐射体)和控温系统等 部分构成。 2 主要用于具有较大视场或较低距离系数的辐射温度计的检定与校准。 3.1.8 [热]辐射源 [thermal]radiationsource 用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率的几何形状体 [ASTM E2847—2013,3.1.12]。

包括空腔黑体辐射源 (简称黑体辐射源)和 [平]面辐射源。 3.1.9 参考辐射源 referenceradiationsource 具有检定所需亮度温度校准结果的辐射源。 包括参考黑体辐射源和参考面辐射源。 3.1.10 [辐射源]温度均匀性 [radiationsource]temperatureuniformity 辐射源有效辐射区域内各点相对于中心点的温差。 3.1.11 参考温度计 referencethermometer 用于确定辐射源温度或亮度温度,且不确定度满足检定要求的温度计。 注: 1 包括检定合格的标准温度计和校准不确定度与长期稳定性引起的不确定度的综合影响满足检 定要求的精密温度计。 2 有接触式温度计和辐射温度计两种类型。 3.1.12 [辐射温度计的]光谱范围 spectralrange[ofradiationthermometer] 由辐射温度计工作波长范围的下限波长和上限波长表示的参数。通常以光谱响应率 为其最大值50%的两点的波长为下限和上限的波长范围表示。 注: 1 另一种表示方式为光谱范围的中心波长和/或波长间隔。对于窄波段辐射温度计,常简化为 只说明中心波长。 2 比色温度计具有两个光谱范围。常简化为只说明其两个光谱范围的中心波长。 3.1.13 视场 fieldofview 发射辐射温度计所接收的辐射的被测区域,通常为圆型平面被测目标。 注: 1 辐射温度计的特性。 2 与声称的相对于半球视场 (无限大辐射源)下的信号百分数有关。典型的百分数值为90%, 95%和99%。 3 与测量距离有关。 4 常使用图形、表格或公式表示辐射温度计的测量距离与视场直径的关系。 5 与使用者通过辐射温度计的瞄准系统观测到的区域是不同概念。 3.1.14 测量距离 measuringdistance 辐射温度计与目标之间的距离 (或距离范围)。 注: 1 辐射温度计的设计测量距离常为一个范围,其中某一距离为设计最佳测量距离。 2 应用中所采用的实际测量距离应在辐射温度计的设计测量距离范围内。 3 检定采用的测量距离,简称检定距离。 3.1.15 距离系数 distanceratio 目标聚焦状态下,测量距离与视场直径之比 [IEC/TS62492-1—2008,3.1.6]。 注: 1 辐射温度计的特性。 2 距离系数的符号常用D∶S 表示。 3.1.16 辐射源尺寸效应 size-of-sourceeffect (SSE) 由于光学系统不理想,当测量距离一定时,辐射温度计输出依赖于被测物大小的效应 [JJF1007—2007,5.41]。 注: 1 辐射温度计的特性。 2 SSE函数是SSE特性的函数表达 (见附录 E.2)。 3 辐射源尺寸效应温度示值差是在特定温度下,不同辐射源直径下辐射温度计温度示值的差 异,是SSE特性的一种以℃为单位的直观表达。一种简化表达是在两个规定辐射源直径下 辐射温度计温度示值的差异 (见附录 E.3)。 3.2 计量单位 计量单位为摄氏度 (℃)或开尔文 (K)。 4 概述 普朗克黑体辐射定律给出黑体的光谱辐射亮度与温度和波长的关系: Lb(λ,T)= c1 πλ5[exp( c2 λT )-1] (1) 式中: T———温度,K; λ———波长,m; Lb (λ,T)———黑体的光谱辐射亮度,W·m-3·sr-1; c1———第一辐射常数,数值为3.7418×10-16,W·m2; c2———第二辐射常数,数值为1.4388×10-2,m·K。 辐射温度计是利用普朗克黑体辐射定律,根据热辐射体辐射特性与其温度之间的函 数关系测量表观温度的仪表。通常由光学系统、探测器和信号处理单元及输出指示装置 四部分组成。输出类型为模拟量或数字量,使用方式有手持式和固定安装式两种。按工 作波段主要分为:单波段辐射温度计和比色温度计。单波段辐射温度计分为宽波段辐射 温度计和窄波段辐射温度计。 5 计量性能要求 5.1 固有误差 在工作用辐射温度计 (以下简称被检温度计)的全部测温范围内,均应不超过最大 允许误差。 注: 1 最大允许误差 (或仪表不确定度、准确度)应根据该型号说明书确定。 2 最大允许误差技术指标应注明与之相对应的测量距离与辐射源直径,或检定 (校准)的测量 距离与辐射源直径。 3 温度计在不同的测温段可能存在不同的最大允许误差。 5.2 重复性 应不超过被检温度计技术指标中对重复性的要求,同时应不超过最大允许误差绝对 值的1/2。