紅外輻射高溫計(jì) 工作原理

作者：admina來源：時(shí)間：2021-10-28 18:03:26瀏覽量：858人閱讀

紅外輻射高溫計(jì) 工作原理

紅外測(cè)溫物體表面溫度工作原理

凡是溫度高于絕對(duì)零度（0 K或-273.15℃）的物體，均會(huì)自表面向外發(fā)出電磁輻射，且該輻射與物體的固有溫度成比例。在這種輻射中，包含用于實(shí)現(xiàn)測(cè)溫的紅外輻射。
在工業(yè)生產(chǎn)、過程控制、故障診斷等場(chǎng)合，紅外測(cè)溫儀是一種非常普遍的產(chǎn)品。但是，你們知道這個(gè)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品是如何而來的嗎？話還得從1800年說起……

紅外線的發(fā)現(xiàn)
William Herschel (1738 – 1822)
1800年，英國(guó)科學(xué)家赫歇爾做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，以測(cè)量各種光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的溫度計(jì)升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，沉默幾億年，紅外線終于閃亮登場(chǎng)。

19世紀(jì)末，人們認(rèn)識(shí)到熱輻射和光輻射都是電磁波。并且已知，自然界中一切高于絕對(duì)零度(-273℃)的物體都在不停向外輻射能量。那么輻射能量在不同頻率范圍中如何分布？

在測(cè)量領(lǐng)域，“溫度”是僅次于“時(shí)間”的最常用的物理參數(shù)?；谄绽士撕筒柶澛椛涠傻脑?，紅外測(cè)溫儀通過吸收被測(cè)物體發(fā)出的紅外輻射來測(cè)定其溫度。那么，非接觸測(cè)溫是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

凡是溫度高于絕對(duì)零度（0 K或-273.15℃）的物體，均會(huì)自表面向外發(fā)出電磁輻射，且該輻射與物體的固有溫度成比例。在這種輻射中，包含用于實(shí)現(xiàn)測(cè)溫的紅外輻射。當(dāng)該輻射貫穿大氣后，借助專用鏡頭便能將其聚集在探測(cè)器上。隨后，探測(cè)器會(huì)生成與該輻射成比例的電信號(hào)。該信號(hào)得到放大，并通過接受連續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理而轉(zhuǎn)化為與物體溫度成比例的輸出信號(hào)。如此一來，在顯示器上便會(huì)顯示出溫度的測(cè)量值，或?yàn)樾盘?hào)形式輸出。

在利用輻射實(shí)現(xiàn)測(cè)溫時(shí)，輻射率ε（Epsilon）起到了至關(guān)重要的作用。它表明了實(shí)際物體與黑體的輻射值之間的關(guān)系。黑體的輻射率為1（最大值）。不過，能夠滿足黑體這一理想條件的物體并不多。在校準(zhǔn)傳感器時(shí)，一般會(huì)用到輻射體的接觸面（包含所推薦的波長(zhǎng)：0.99）。

就其波長(zhǎng)而言，許多物體通常具有恒定的輻射率，但其輻射能力遠(yuǎn)不如黑體。它們被稱作灰體。若物體的輻射率取決于其溫度和波長(zhǎng)（諸如金屬類），則此類物體被稱作選擇性輻射體。在這兩種情況下，所缺失的輻射部分通過輻射率的明確加以補(bǔ)充。當(dāng)使用選擇性輻射體時(shí)，需要牢記所測(cè)定的波長(zhǎng)（針對(duì)金屬，選擇短波）。

除了自物體表面發(fā)出的輻射之外，紅外傳感器還能接受到周圍環(huán)境的反射輻射，或許還有被測(cè)物體的貫穿紅外輻射。