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。光學系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外放射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。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)療的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

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，故稱黑體放射定律。所有實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。

當用紅外放射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內(nèi)的紅外放射量，然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。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重問題的溫升。

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

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

電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

各相之間的測量-檢查感應(yīng)電動機、大型計算機和其它設(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過高的溫度，任何熱點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。一個溫度低的點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。某些型號的光學儀器范圍在60:1甚至更大，使幾乎所有的測量目標都在測量范圍內(nèi)。