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一、红外线测温仪的工作原理是什么
红外线测温仪是利用波长在0.76~100μm之间的红外线,对物体进行扫描成像,来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等,因此,红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目,包括在日常生活中,甚至在医学领域中,都是充当着一个重要的角色,为我们检测出许许多多存在却看不见的问题,但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。
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0.75μm~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相应的的关系曲线,即可的出:
(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。
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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。
就是测量温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出的红外线,红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了,甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域,它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率,节约时间,提高设备和系统的可用率,这是小编总结的红外线测温仪的原理,大家是否清楚知道了。
二、红外线测温仪原理
1、红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律,众所周知,自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量,物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系,物体的温度越高,所发出的红外辐射能力越强。黑体的光谱辐射出射度由普朗克公式确定。
2、红外线测温仪的工作原理是当人体的红外热辐射聚焦到检测器上,检测器把辐射功率转换为电信号,这个电信号在被补偿环境温度之后以温度为单位来显示,所以红外线测温仪并不是对人体发射红外线,而是接收我们身体发出的红外线热辐射,对我们的眼睛和身体都是没有伤害的。
3、红外线经被测人辐射,由测温仪接收,由于体温不同的人吸收不同波长的红外线,这就能根据接收红外线的波长和强度测出,我们常见的红外线测温仪是被动式的。
4、依据测温原理的不同,红外测温仪的设计有三种方法,通过测量辐射物体的全波长的热辐射来确定物体的辐射温度的称为全辐射测温法。
5、通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定它的亮度温度的称为亮度测温法;如果是通过被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化来定温的称为比色测温法。
6、亮度测温法无需环境温度补偿,发射率误差较小,测温精度高,但工作于短波区,只适于高温测量,比色测温法的光学系统可局部遮挡,受烟雾灰尘影响小,测温误差小,但必须选择适当波段,使波段的发射率相差不大。
7、本文选用全辐射测温法来计算被测量物体的温度,全辐射测温法是根据所有波长范围内的总辐射而定温,得到的是物体的辐射温度,选用这种方法是因为中低温物体的波长较大,辐射信号很弱,而且结构简单,成本较低,但它的测温精度稍差,受物体辐射率影响大。
三、红外线测温仪的工作原理(简略)
1、当物体温度处于绝对零度以上时,因为其内部带电粒子的运动,以不同波长的电磁波形式,向外辐射能量,波长涉及紫外、可见、红外光区。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,红外测温仪通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
2、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。光学系统汇集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以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪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按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外,在使用红外测温仪测温时,还应考虑目标和测温仪所在的环境条件,如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。
3、红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。对于比色测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,不充满视场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡,对辐射能量有衰减时,都不对测量结果产生重大影响。对于细小而又处于运动或震动之中的目标,比色测温仪是最佳选择。这是由于光线直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量。
4、红外测温仪是通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测量其表面温度,红外测温仪内的探测元件将采集的能量信息输送到微处理器中进行处理,然后转换成温度读数显示,在带激光瞄准器的型号中,激光瞄准器只做瞄准使用。
好了,文章到这里就结束啦,如果本次分享的红外线测温仪工作原理和红外线测温仪的工作原理(简略)问题对您有所帮助,还望关注下本站哦。