光学高温计的测温原理

任何物体在高温下都会向外投射一定波长的电磁波（辐射能）。而电磁波的波长为0.65μm的可见光对人的眼睛最为敏感，况且此波长的辐射能随温度变化，它的变化很显著。可见光能的大小表现在它对人眼亮度的感觉上。物体温度越高，它所射出的可见光能越强，即看到的可见光就越亮。

光学高温计测量温度的方法就是把被测物体在0.65μm波长时的亮度和装在仪表内部的高温计通电灯泡的灯丝亮度作比较，当仪表灯丝亮度与被测物体所发出亮度相同时，即说明灯丝温度与被测物体温度相同。因为灯丝的亮度由通过灯丝的电流决定的，每一个电流强度对应于一定的灯丝温度，故测得电流大小即可得知灯丝的温度，也即测得被测物体的温度。所以这种高温计也称为隐丝式光学高温计。

图6-7是隐丝式光学高温计示意图，当合上按钮开关K时，标准灯4（又称光度灯）的灯丝由电池E供电。灯丝的亮度取决于流过电流的大小，调节滑线电阻R可以改变流过灯丝的电流，从而调节灯丝亮度。毫伏计用来测量灯丝两端的电压，该电压随流过灯丝电流的变化而变化，间接地反映出灯丝亮度的变化。因此当确定了灯丝在特定波长（0.65μm左右）上的亮度和温度之间的对应关系后，毫伏计的读数即反映出温度的高低。所以毫伏计的标尺都是按温度刻度的。

由放大镜1（物镜）和5（目镜）组成的光学透镜部分相当于一架望远镜。移动目镜5可以清晰地看到标准灯灯丝的影象，移动物镜1，可以看到被测对象的影象，它和灯丝影象处于同一平面上。这样就可以将灯丝的亮度和被测对象的亮度相比较。当被测对象比灯丝亮时，灯丝相对地变为暗色，当被测对象比灯丝暗时，灯丝变成一条亮线。调节滑线电阻R改变灯丝亮度，使之与被测对象亮度相等时，灯丝影象就隐灭在被测对象的影象中，如图6-8所示，这时说明两者的辐射强度是相等的，毫伏计所指示的温度即相当于被测对象的“亮度温度”，这个亮度温度值经单色黑度系数加以修正后便获得被测对象的真实温度。

红色滤光片6的作用是为了获得被测对象与标准灯的单色光，以保证两者是在特定波段上（0.65μm左右)进行亮度比较。吸收玻璃3的作用是将高温的被测对象亮度按一定比例减弱后供观察，以扩展仪表的量程。

但是，光学高温计毕竟是用人的眼睛来检测亮度偏差的，也是用人工通过调整标准灯亮度来消除偏差达到两者的平衡状态的（灯丝影象隐灭）。显然，只有被测对象为高温时，即其辐射光中的红光波段（λ=0.65μm左右）有足够的强度时，光学高温计才有可能工作。当被测对象为中、低温时，由于其辐射光谱中红光波段微乎其微，这种仪表也就无能为力了。所以光学高温计的下限一般是700℃以上。再者，由于人工操作，反应不能快速、连续，更无法与被测对象一起构成自动调节系统，因而光学高温计不能适应现代化自动控制系统的要求。