紅外測溫儀的基本理論

紅外線的波長在0.76～100μm之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種為廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。

關(guān)于紅外線測溫儀的定律

黑體輻射定律：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(fā)射率為1。應(yīng)該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)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化振子模型，從而導(dǎo)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(fā)點，故稱黑體輻射定律。

物體發(fā)射率對輻射測溫的影響：自然界中存在的實際物體，幾乎都不是黑體。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(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。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(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數(shù)值之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。影響發(fā)射率的主因素有：材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。

當(dāng)用紅外線測溫儀測量目標(biāo)的溫度時，首先要測量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量，紅外高溫計公司，然后由測溫儀計算出被測目標(biāo)的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)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。

影響紅外測溫儀溫度測量的主要因素

1、距離系數(shù)

測溫儀的光學(xué)系統(tǒng)收集圓形測量點的能量并將其匯聚于探測器。光學(xué)分辨率由設(shè)備至物體的距離與被測光點的大小的比值(D:S比)決定。比值越大，設(shè)備的分辨率越好，可以從更遠(yuǎn)的距離測量更小的光點。紅外光學(xué)的較新創(chuàng)新是增加了近焦特性，提供小目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確測量，不含不希望的背景溫度。

2、目標(biāo)視場

確保目標(biāo)視場大于設(shè)備測量視場，測量結(jié)果準(zhǔn)確。目標(biāo)越小，儀器應(yīng)該離測量目標(biāo)越近。

3、測量角度

紅外測溫儀在測量時，條件允許是垂直于目標(biāo)表面測量結(jié)果較好，如果現(xiàn)場條件限制，測量方向與目標(biāo)平面法線夾角不能大于45°。

4、測試現(xiàn)場環(huán)境條件

測試現(xiàn)場的空氣質(zhì)量、環(huán)境溫度、電磁干擾、振動、目標(biāo)外的高溫輻射源等等因素都會對測量結(jié)果都會產(chǎn)生影響。

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