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紅外測(cè)溫探頭的設(shè)計(jì)有三種方法,
通過(guò)測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)的熱輻射來(lái)確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測(cè)溫法;通過(guò)測(cè)量物體在一定波長(zhǎng)下的單色輻射亮度來(lái)確定它的亮度溫度的稱為亮度測(cè)溫法;如果是通過(guò)被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來(lái)定溫的稱為比色測(cè)溫法。
亮度測(cè)溫法無(wú)需環(huán)境溫度補(bǔ)償,發(fā)射率誤差較小,測(cè)溫精度高,但工作于短波區(qū),只適于高溫測(cè)量。比色測(cè)溫法的光學(xué)系統(tǒng)可局部遮擋,受煙霧灰塵影響小,測(cè)溫誤差小,但必須選擇適當(dāng)波段,使波段的發(fā)射率相差不大。一般選用全輻射測(cè)溫法來(lái)計(jì)算被測(cè)量物體的溫度,全輻射測(cè)溫法是根據(jù)所有波長(zhǎng)范圍內(nèi)的總輻射而定溫,得到的是物體的輻射溫度。選用這種方法是因?yàn)橹械蜏匚矬w的波長(zhǎng)較大,輻射信號(hào)很弱,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,但它的測(cè)溫精度稍差,受物體輻射率影響大。
常用的有以下三種:
(1)利用無(wú)線電波反射特性來(lái)測(cè)量飛行高度的方法,是將高度測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)時(shí)間的測(cè)量。電磁波在空中以光速c傳播且碰到地面能夠反射。因此,裝在飛機(jī)上的無(wú)線電發(fā)射機(jī)將電磁波發(fā)射到地面后,機(jī)上接收機(jī)的天線經(jīng)△t時(shí)間收到反射波,根據(jù)△t可測(cè)出飛機(jī)的真實(shí)飛行高度H。
(2)通過(guò)加速度紅外線測(cè)溫儀來(lái)測(cè)量飛機(jī)垂直地面運(yùn)動(dòng)的線加速度來(lái)測(cè)量飛行高度。
(3)通過(guò)紅外線測(cè)溫儀測(cè)量大氣參數(shù)來(lái)測(cè)量飛行高度,在重力場(chǎng)內(nèi)大氣的壓力、大氣密度均隨高度增高而減小,盡管各自的變化規(guī)律不同,但卻都是有規(guī)律可循的,于是,可以通過(guò)紅外線測(cè)溫儀來(lái)測(cè)量大氣壓力或大氣密度來(lái)間接測(cè)量飛行高度。
(5)發(fā)射率:一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。發(fā)射率是一個(gè)物體在特定的溫度下輻射出的能量和在同樣溫度下一個(gè)理想的輻射體所放射出的能量的比率,用來(lái)衡量物體放射或吸收能量的能力,不同的物體具有不同的發(fā)射率。有的紅外測(cè)溫儀的發(fā)射率為固定值0.95,而有的則是可調(diào)的。
(6)響應(yīng)時(shí)間:響應(yīng)時(shí)間為紅外測(cè)溫儀到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要的時(shí)間,表示紅外測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度。新型紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間甚至可達(dá)1ms。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí),要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀,否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng),會(huì)降低測(cè)量精度。
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