1  式光電溫度傳感器的基本原理
1. 1  結構原理
式光電傳感器的結構原理如圖1 所示。
圖1  傳感器結構原理示意圖
1. 2  感溫管
根據使用現場需要,選擇適用的感溫管,諸如耐高
溫、高壓、炸、腐蝕等技術功能要求,為此可選用剛
玉管、金屬陶瓷管、合金管等。
在測溫過程中,將感溫管的盲端被測溫介質
或熱場中,感溫盲端被加熱至與被測溫度同溫,稱熱端。
盲端內表面產生的熱輻射與溫度合熱輻射定律:
E = εδT4 (1)
式中:δ為斯蒂芬為波爾茲曼常數, 其大小為5. 67 ×
10 - 8W/ m2·K4 ;ε為黑度系數。
由于感溫管內徑遠小于管長, 可以認為是黑體輻
射,ε= 1 。因此,為感溫管的互換奠定了理論基礎。
1. 3  光電傳感器
光電傳感器由物鏡、光欄、光電轉換器和具有溫補
特性的負載網絡構成。
感溫管盲端內表面熱輻射光束經物端光欄、物鏡
匯聚,再經象端光欄照射至光電轉換器受光面,產生光
電信號輸出。光路如圖2 所示。
圖2  光電傳感器光路示意圖
由光欄與透鏡形成的視場角,只能采集盲端
很小一段內表面的輻射光,因此,傳感器盲端深淺
測溫誤差。由于感溫管定長,管腔與光電轉
換器形成密封腔體,又可認為是黑體輻射,所以形成了
式,使用條件固定,不受環境干擾的輻射測溫新方
法。光電轉換器選用硅光電池,輸出電流受環境溫度
影響嚴重,因此設計了具有溫度補償功能的電阻網絡,
在- 20～ + 90 ℃范圍內輸出信號電壓穩定,大
地減小了附加誤差。
象端光欄置于焦點與象面之后,沿光軸調整光欄
4 ,可調整光電轉換器受光面接受光通量的多少,對傳
感器進行校正。
2  式光電溫度傳感器輸出特性
式光電溫度傳感器輸出電壓信號與被測溫度
成單值函數關系,而且少受環境條件變化的影響。光
電轉換器選用硅光電池,性能穩定,使用壽命長,可在高
溫條件下工作,響應速度快,具有多方面的性。
被測溫度轉換熱輻射光能量,經光路處理后,轉換
成光電流和輸出電壓信號,經大量實驗數據歸納出以