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辐射温度

为使理想的黑体具有与给定的热辐射源同样的辐射功率所必须加热到的温度^[1]。

根据发光面的辐射出射度(即功率密度)估计其实际温度的物理量，等于有同样辐射出射度的黑体的温度。炽热物体，尤其是遥远、高温物体的温度不易直接测定，但对于黑体辐射与温度之间的关系已有较透彻的研究，得到了一系列的黑体辐射定律，利用其中任何一个定律可确定黑体的温度^[2]。

假设温度之一。若实际物体的总辐射亮度 (包括全部波长) 与绝对黑体的总辐射亮度相等，则黑体的温度称为实际物体的辐射温度^[3]。

中文名: 辐射温度
外文名: radiation temperature
别名: 表现温度

性质: 假设温度
本质: 以发光面功率密度估计其实际温度
测量仪器: 辐射高温计或辐射感温器

简介

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根据斯忒藩 - 玻尔兹曼定律，绝对黑体的辐射出射度与热力学温度的 4 次方成正比，由此可确定物体的辐射温度。由于一般物体都不是黑体，其发射率总是小于 1的正少拒数，故物体的辐射温度总是小于物体的实际温度，物体的发射率越小，其实际温度与辐射温度的驼悼符偏离堡旋断就越大。

真实温度又称为动力学温付欢愚度和热力学温度。它是物质内部内部分子的平均热能，是物体分子不规则传递能量的一种“内部表现形式”。真实温度主要通过仪器直接放在被测物体上测得。

辐射温度又称为表现温度，除了上述这种内部现象外，物体还辐射能量，其辐射能量是物体能量状态的一种外在表现形式。

由于ε(恋腊脚颈T)是小于 1的正数，因而实际物体的辐射温度总小于它的真实温度，即Tp<T。物体的总发射率越小，其辐射温度偏离真实温度就越大。此外,实验指出，在同一温度下，物体的总发射率始终小于它的光谱发射率，由此，物体的辐射温度与表征温度、亮度温度是一致的。

定义式

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用斯忒藩一玻耳兹曼定律：

，其中，M为热流密度，σ为斯忒藩一玻耳兹曼常数，T为辐射物体的热力学温度。测得辐射出射度M(T)，就可以确定黑体温度。M(T)可用辐射高温计测量。它是利用热电偶将单位发光面辐射的全部功率变为热电流，此热电流正比于M(T)，因此经校好刻度，即知温度T了^[2]。对于非黑体，用上述方法测得的是辐射温度Tr，斯忒藩-玻耳兹曼公式要改写为：

，其中，式中T为实际物体的温度；Tr为黑体的温度；K为非黑体平均发射本领，其值小于1。由此可见，物体的辐射温度小于其实际温度。K的数值通常随温度增高而增大。只要知道非黑体的平均发射本领K，即可用前式由辐射温度Tr算出其实际温度T。根据实验，在同一温度下，物体的辐射温度小于其亮度温度，而两者又都小于物体的真实温度。辐射温度可用辐射高温计或辐射感温器进行测量^[3]。

相关应用

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辐射温度计在连续非接触式测温仪表中，是最古老、最简单、最常用的高温计。

辐射温度计是基于被测物体的辐射热效应进行工作的，因而，这种温度计有聚集被测物体辐射能于感受元件的光学系统。这一系统通常采用反射镜或透镜增加射在感受元件上的光能，以提高仪表的灵敏度。辐射温度计的优点是灵敏度高，坚固耐用，可测较低温度并能自动显示和记录。缺点是对CO2、水蒸汽很敏感，其示值受环境介质影响很大^[4]。

利用物体的辐射能制成的辐射温度计具有非接触性、快速测定和测定移动物体温度的功能。但也存在辐射率、杂声和维护管理的问题，常用它测量锅炉及周边设备的温度。物体受热后，会发出各种波长的辐射能。辐射能的大小，与受热体温度的4次方成比例^[5]。

辐射温度计的特征

在辐射温度计上能利用的波长范围是从0.5～20μm的可见光和红外线，其特征如下：

(1) 热传导型检测元件是热感应型，响应时间稍慢。一般用于低温测定。

(2) 光电型检测元件响应速度快。一般有几个检测元件，应根据使用条件，从测定范围中选择最合适的检测元件。

(3) 双色温度计是根据不同的两种波长范围的辐射亮度求出温度的方式。当视野不够或有粉尘时，它的测定结果比单色强，但有时会产生混色误差。

(4) 光高温计是在观察者认为被测物体的亮度和灯泡灯丝的亮度一致时测定的温度。现场能进行简易的较核，应用范围较广。