紅外測溫儀的原理及應(yīng)用詳解

紅外測溫儀是將物體發(fā)射的紅外線具有的放射能轉(zhuǎn)變成電信號，紅外線放射能的大小與物體本身的溫度相對應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號大小，可以確定物體的溫度。

一、紅外測溫儀的原理

紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、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(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外放射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。

在自然界中，一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外放射能量。物體的紅外放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(guān)系。因此，通過對物體自身放射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外放射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。

紅外測溫儀原理黑體是一種理想化的放射體，它吸收所有波長的放射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為 1。但是，自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體，為了弄清和獲得紅外放射分布規(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放射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體放射的定律，即以波長表示的黑體光譜放射度，這是一切紅外放射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體放射定律。所有實(shí)際物體的放射量除依賴于放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，為使黑體放射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)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(shí)際物體的熱放射與黑體放射的接近程度，其值在零和小于 1 的數(shù)值之間。根據(jù)放射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外放射特性。影響發(fā)射率的主要因素在：材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。

當(dāng)用紅外放射測溫儀測量目標(biāo)的溫度時(shí)首先要測量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外放射量，然后由測溫儀計(jì)算出被測目標(biāo)的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)的放射量成比例;雙色測溫儀與兩個(gè)波段的放射量之比成比例。

二、紅外測溫儀的應(yīng)用

紅外測溫儀是一種常用的測溫儀器，主要由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成，被廣泛用于多個(gè)行業(yè)中。今天我們主要來介紹一下紅外測溫儀的應(yīng)用范圍，希望可以幫助用戶更好的應(yīng)用產(chǎn)品。

測量電器設(shè)備

非接觸紅外線測溫儀可以從安全的距離測量一個(gè)物體的表面溫度，使其成為電器設(shè)備維修操作中*的工具。

電設(shè)備方面的應(yīng)用

在如下應(yīng)用中，可以有效防止設(shè)備故障和計(jì)劃外的斷電事故的發(fā)生。

連接器-電連接部位會逐漸放松連接器，由于反復(fù)的加熱(膨脹)和冷卻(收縮)產(chǎn)生熱量、或者表面臟物、炭沉積和腐蝕。非接觸測溫儀可以迅速確定表明有嚴(yán)重問題的溫升。

電動機(jī)-為了保持電動機(jī)的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器(或者保險(xiǎn)絲)溫度是否一致。

電動機(jī)軸承-檢查發(fā)熱點(diǎn)，在出現(xiàn)的問題導(dǎo)致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。

電動機(jī)線圈絕緣層-通過測量電動機(jī)線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

各相之間的測量-檢查感應(yīng)電動機(jī)、大型計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。

變壓器-空冷器件的繞組可直接用紅外測溫儀測量以查驗(yàn)過高的溫度，任何熱點(diǎn)都表明變壓器繞組的損壞。

不間斷電源-確定UPS輸出濾波器上連接線的發(fā)熱點(diǎn)。一個(gè)溫度低的點(diǎn)表明可能直流濾波線路是開路。

備用電池-檢查低壓電池以確保連接正確。與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。

鎮(zhèn)流器-在鎮(zhèn)流器開始冒煙之前檢查出它的過熱。

公用設(shè)施-確定出連接器、電線接頭、變壓器和其他設(shè)備的熱點(diǎn)。某些型號的光學(xué)儀器范圍在60:1甚至更大，使幾乎所有的測量目標(biāo)都在測量范圍內(nèi)。