人体红外线测温仪原理.doc

红外线测温仪是一种广泛应用的非接触式测温设备，主要利用物体在高于绝对零度时因热运动产生的红外辐射来进行温度测量。红外线测温仪的原理基于以下几个关键概念： 1. **红外辐射的基本原理**：任何物体只要温度高于绝对零度（-273.15°C），就会向外辐射电磁波，其中包括红外线。物体的辐射能量与温度有关，温度越高，辐射能量越强，同时辐射峰值也会向短波方向移动。 2. **普朗克定律**：黑体是理想的辐射体，其辐射能量与绝对温度和波长的关系由普朗克定律描述。非黑体（灰体）的反射系数小于1，因此在设计测温仪时，会选择工作在目标物体辐射最强的波长附近，以提高测量精度。 3. **维恩位移定律**：辐射峰值的波长与绝对温度成反比，这意味着高温物体的辐射峰值在短波段，低温物体在长波段。因此，高温测温仪通常使用较短的波长，而低温测温仪则使用较长的波长。 红外线测温仪的构造包括光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理和显示输出等部件。它通过接收物体和参考源的辐射，并比较它们的差异来确定物体的温度。为了确保准确性，测温仪的设计需要考虑以下几个关键性能指标： 1. **测温范围**：测温仪的测温范围应覆盖预期测量的全部温度区间。过窄的范围可能导致无法准确测量，而过宽的范围可能降低精度。 2. **目标尺寸与视场**：单色测温仪要求被测目标充满视场，目标尺寸应大于视场的50%。双色测温仪在目标小或有遮挡时仍能提供准确测量，因为它们依赖于两个波长的辐射能量比值。 3. **距离系数**（光学分辨率）：D:S比值决定了测温仪与目标间的距离与其能测量的目标直径的关系。高距离系数适用于远离目标或小目标的测量，但成本较高。 4. **波长范围**：选择合适的波长范围取决于目标材料的发射率和表面特性。例如，金属材料在近红外区有较高的测量效果，而某些材料在特定波长上可能是透明的，需选择对应的波长。 5. **响应时间**：响应时间反映了测温仪对温度变化的敏感度，对于快速变化的目标或高速运动的物体，需要快速响应的测温仪。 6. **信号处理功能**：根据应用场景选择适当的信号处理功能，如峰值保持、谷值保持或平均值，以便在离散或连续过程中获取准确的温度读数。 红外线测温仪是一种复杂且精确的测量工具，其设计和使用需要综合考虑多种因素，以确保在各种环境下都能提供可靠的结果。了解其工作原理和性能指标对于正确选择和使用测温仪至关重要。