红外线测温仪原理及应用
摘要:测量温度的方法有很多种, 温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触
式测温仪表两类。 其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计, 热电偶式温度计和
热电阻式温度计等等。
关键词:红外线 测温 辐射 光纤
众所周知,温度是供热,供燃气,通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在
热工测量过程中, 温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。 因此,一个精确
度高的测温仪器在工程中是必不可少的。 因此本文就温度测量工具中的红外线测
温仪的原理及应用进行一些介绍。
一,红外测温的理论原理
在自然界中, 当物体的温度高于绝对零度时, 由于它内部热运动的存在, 就会不
断的向四周辐射电磁波, 其中就包含了波段位于 0.75 μm~100μm的红外线。 他最
大的特点是在给定的温度和波长下, 物体发射的辐射能有一个最大值, 这种物质
称为黑体,并设定他的反射系数为 1,其他的物质反射系数小于 1,称为灰体,
由于黑体的光谱辐射功率 P(λT) 与绝对温度 T 之间满足普朗克定。说明在绝对
温度 T 下,波长 λ 处单位面积上黑体的辐射功率为 P(λT) 。根据这个关系可
以得到图 1 的关系曲线,从图中可以看出:
(1) 随着温度的升高, 物体的辐射能量越强。 这是红外辐射理论的出发点, 也是
单波段红外测温仪的设计依据。
(2) 随着温度升高, 辐射峰值向短波方向移动 (向左 ) ,并且满足维恩位移定理 ,
峰值处的波长 与绝对温度 T 成反比,虚线为 处峰值连线。 这个公式告诉我们为
什么高温测温仪多工作在短波处,低温测温仪多工作在长波处。
(3) 辐射能量随温度的变化率, 短波处比长波处大, 即短波处工作的测温仪相对
信噪比高(灵敏度高),抗干扰性强,测温仪应尽量选择工作在峰值波长处,特
别是低温小目标的情况下,这一点显得尤为重要。
二,红外线测温仪的原理
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