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什么是紅外測溫儀

發布日期:2020年1月2日  瀏覽次數:
1、紅外原理:任何物體只要它的溫度高于絕對零度(-273℃),就有熱輻射向外發射,物體溫度不同,其輻射出的能量也不同,且輻射波的波長也不同,但總是包含著紅外輻射在內,千攝氏度以下的物體,其熱輻射中最強的電磁波是紅外波,所以對物體自身紅外輻射的測量,便能準確測定它的表面溫度,這就是紅外測溫儀測溫依據的客觀基礎和基本原理。 

黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過,其表面的發射率為1。但是,自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體,為了弄清和獲得紅外輻射分布規律,在理論研究中必須選擇合適的模型,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型,從而導出了普朗克黑體輻射的定律,即以波長表示的黑體光譜輻射度,這是一切紅外輻射理論的出發點,故稱黑體輻射定律。 

所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,還與構成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態和環境條件等因素有關。因此,為使黑體輻射定律適用于所有實際物體,必須引入一個與材料性質及表面狀態有關的比例系數,即發射率。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,其值在0和1之間。根據輻射定律,只要知道了材料的發射率,就知道了任何物體的紅外輻射特性。影響發射率的主要因紗在:材料種類、表面粗糙度、理化結構和材料厚度等。 

2、紅外測溫儀的工作原理和結構:在自然界中,一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布,與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,便能準確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。 

紅外測溫儀的測溫原理是將物體(如鋼水)發射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號,紅外線輻射能的大小與物體(如鋼水)本身的溫度相對應,根據轉變成電信號大小,可以確定物體(如鋼水)的溫度。紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路,并按照儀器內療的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。 

當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內的紅外輻射量,然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。紅外測溫儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀),單色測溫儀與波段內的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。 

3、紅外測溫儀的發展和分類:紅外測溫技術已發展到可對有熱變化表面進行掃描測溫,確定其溫度分布圖像,迅速檢測出隱藏的溫差,這就是紅外熱像儀。紅外熱像儀最先應用于軍事上,美國TI公司研制出世界上第一臺紅外掃描偵察系統,以后紅外熱成像技術在西方國家陸續用于飛機、坦克、軍艦和其它武器上,作為偵察目標的熱瞄系統,大大提高了搜索、命中目標的能力。紅外測溫儀大致分類如下:(1)紅外點溫儀:包含便攜式和固定式兩種;(2)紅外掃描儀;(3)紅外熱像儀。
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