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红外测温仪工作原理

大西洋仪器网  2016-06-16 14:11   点击 444

在自然界中,一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,它包括无线电波、微波、可见光、紫外线、射线和X射线。红外线位于可见光和无线电波之间,红外线波长常用μm表示,波长范围为0.7~1000μm,实际上红外测温仪所使用的红外线在0.7~14ųm波带中。

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红外测温仪实际上是一种非接触式辐射能量探测器,它由光学系统探测器、信号处理电路及显示终端等组成,核心是红外探测器。当处于某一背景的被测物体辐射的能量通过大气媒介传输到红外测温仪上时,它内部的光学系统将目标辐射的能量会聚集到探测器(传感器),并转换成电信号,再通过放大电路、补偿电路及线性处理后,在显示终端显示被测物体的温度

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界上所有的物体都会产生红外线辐射,物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。辐射的能量则与该物体的温度成比例,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,就会得到一个与该物体温度成比例的信号。因此测量物体辐射能量的强弱,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

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不同温度的辐射曲线永不会相交,随温度增加,辐射能量增大而峰值波长减小,短波处曲线坡度更大,能量对温度的变化更灵敏。

在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能量有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定它的反射系数为1。黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过。但是,自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体,其反射系数小于1,称为灰体。

为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因纱在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
红外测温仪的主要参数:

※测温范围/响应波长

※距离系数(聚焦位置)

※发射率调节

※测量精度及重复性

※响应时间

※瞄准方式

※输出方式

※现场环境要求

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来源:大西洋仪器网    编辑:韦工
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