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红外测温仪的物理原理

发布时间:2016年04月28日 浏览次数: 新闻来源:

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。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。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,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。

黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,其表面的发射率为1。右图为不同温度下的黑体光谱辐射频谱分布图。 由右图可见,总辐射能随温度升高而迅速增加(总辐射能为图中相应曲线与波长坐标所围的面积);单色辐射通量在波λm处有极大值,且随着温度的升高,极大值对应的波长向短波方向移动。这就是不同温度段仪器设计波段不同的原因。

 

红外测温采用逐点分析的方式,即把物体一个局部区域的热辐射聚焦在单个探测器上,并通过已知物体的发射率,将辐射功率转化为温度。基本结构如下图所示,主要包括光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分。

 

辐射体发出的红外辐射,进入光学系统,经调制器把红外辐射调制成交变辐射,由探测器转变成为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列,并备有各种选件和计算机软件,每一系列中又有各种型号及规格。选择红外测温仪可分为两个方面:性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等。

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