高温計

測量較高温度的儀器。以光學高温計和輻射高温計兩類最為重要。 ^[2] 

在光學高温計中，燈絲加熱到標定的熱度，與高熱物體的顏色相比較，調整燈絲熱度，使其顏色與高熱物體相一致，燈絲的温度即為高熱物體的温度。

在輻射高温計中，將來自物體的輻射集中在温差電堆（thermopile）上，根據其所截獲的熱輻射量產生相應的電壓，再將電壓換算為該物體的温度。

高温計是有兩種形式：

1）一種用於測量熔池温度的裝置，包括：耐火材料安裝套筒以及光學高温計；

2）一般指測量温度高於 500℃所使用的温度計。常用的高温計有光學高温計、比色高温計及輻射高温計等。

此外，熱電偶温度計也可以用來測量3000℃以下的高温。但因熱電偶温度計的測量範圍可低到－200℃，所以一般不把它歸於高温計內。

最常用的光學高温計是隱絲式光學高温計。

測量方法有兩種：一是調節電阻R以改變燈絲亮度,當它與待測光源像的亮度相等時，燈絲在光源的像上消失,這時由電錶G上讀出物體的亮度温度；或用補償法由電位差計測量電流的精確值，再通過計算求出亮度温度，後一方法適用於精密測量温度。

二是保持燈絲亮度為某一恆定值，旋轉一塊厚度隨角度改變的吸收玻璃，當物體像的亮度與燈絲亮度相同，由吸收玻璃的轉角可讀取物體的亮度温度值。

光學高温計上的温度標示值可利用標準温度燈確定。標準温度燈如圖1b所示，它可以復現900～2500℃範圍內的亮度温度,也可以作光源。

利用隱絲式光學高温計可測出700～3000℃的温度。更換燈泡和物鏡附加的吸收玻璃還可測更高的温度。

另一種是光電高温計，它的基本原理與光學高温計相同。它們的主要差別是光電高温計用光電轉換器件代替人眼比較亮度，因而測量結果不受人的主觀因素的影響。有的光電高温計還採用光電倍增管作為轉換器件,從而大大提高了儀器的靈敏度，並可以進行連續測量和自動記錄。

有些光電高温計還採用干涉濾光片代替紅色濾光片，從而提高了工作波長λ的精度。精密光電高温計已作為基準高温計使用，利用它復現“1968年國際實用温標”中高於1064.43℃的温度。

又稱比率高温計或雙色高温計，是測量物體色温度的高温計。

當非黑體的兩個確定波長λ1和λ2的光譜輻射度之比L(λ1)/L(λ2)等於某一温度下黑體的同樣兩個波長的光譜輻射度之比時，則黑體的温度就稱為此非黑體的色温度。

比色高温計的測量範圍為800～2 000℃，測量精度可接近量程上限的±1%。比色高温計的優點是測量的色温度值很接近真實温度。在有煙霧、灰塵或水蒸氣等環境中使用時,由於這些媒質對λ1及λ2的光波吸收特性差別不大，所以由媒質吸收所引起的誤差很小。

對於光譜發射率與波長無關的物體（灰體）可直接測出其真實温度。上述優點都是其他類型的光測高温計所沒有的。色温度的温標是由亮度温度確定的，因而比色高温計的測量精度比光電高温計的差；但由於比色高温計使用方便，在冶金和其他工業中的應用仍較廣泛。

根據熱輻射的斯忒藩－玻耳茲曼定律製成的高温計。

輻射高温計有折射式和反射式兩種。

折射式輻射高温計接受器通常用熱電堆組成，熱端收集輻射能，冷端為室温。測量時通過目鏡瞄準待測的物體，使物體的像正好落在接受器的“+”形鉑片上。

電錶指示出接受器的温升，通常的分度標示為黑體輻射温度值Tp。這種高温計的主要缺點是：因物鏡聚焦時有色差, 只能使一部分輻射能聚焦到接受器上而引起誤差。

反射式高温計是利用凹面鏡將輻射能量聚焦到接受器上而進行測量的。

結構與折射式高温計大致相同。這種高温計雖然避免了透鏡存在色差所引起的誤差，但因空腔敞開，灰塵容易進入腔內而需要更好地維護。

輻射高温計的測温範圍及性能與光學高温計的相同。

輻射高温計的測量誤差主要來源於：

①中間媒質（如大氣等）的選擇吸收作用，使達到接受器的輻射能量中紅外部分損失較多；

②沒有按規定的熱源到高温計的距離進行測量（通常每種輻射高温計對於被觀測面面積的直徑與高温計透鏡間的距離都規定了比值）；

③各種高温計中接受器的選擇吸收特性不同，致使光譜發射率偏離選取值；④熱電堆冷熱端温度的改變、儀表的誤差等。