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红外测温仪的工作原理

 
      红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照红外测温仪内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
      在自然界中,一切温度高于绝对零度的物品都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物品的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 —— 与它的表层温度有着十分密切的关系。因此,通过对物品自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表层温度,这就是红外测温仪所依据的客观基础。黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表层的发射率为 1 。
      但是,自然界中存在的实际物品,几乎都不是黑体,为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称 黑体辐射定律。所有实际物品的辐射量除依赖于辐射波长及物品的温度之外,还与构成物品的材料种类、制备方法、热过程以及表层状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物品,必须引入一个与材料性质及表层状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物品的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于 1 的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物品的红外辐射特性。影响发射率的主要因素在:材料种类、表层粗糙度、理化结构和材料厚度等。
      当用红外测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

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