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欧米茄红外线测温法原理

供稿:OMEGA工业测量(中国) 2015/9/18 13:25:48

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  • 关键词: 红外线测温
  • 摘要:本文简要介绍了红外线测温法的原理。

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红外线测温法的原理是对精确监测系统进行详细说明的重要前提。遗憾的是,许多用户没有花时间来了解基本原理,因此他们会认为非接触式温度测量是不精确的。

精确的。

温度测量可以分为两类:接触式和非接触式。接触式热电偶、RTD和温度计在温度测量应用中最为普遍。由于测量的是它们自身的温度因此它们必须接触目标,它们的响应相对较慢,但它们比较便宜。非接触式温度传感器测量目标发射的红外线能量,它们响应快,通常用来测量移动目标或间歇性目标,真空中的目标,以及测量由于恶劣环境、结构限制或安全隐患而无法接近的目标。它们的成本较高,但在某些情况下,它们的成本与非接触式设备相当。

红外线辐射由艾萨克�牛顿爵士于1666年发现,他通过让白色光透过玻璃棱镜,将白色光束分解成彩虹的颜色,从阳光中分离出电磁能量。1800年,威廉�赫歇尔爵士进一步测量了每种颜色的相对能量。他还发现了可见光以外的能量。20世纪初,普朗克、斯蒂芬、玻尔兹曼、维恩和基尔霍夫进一步确定了电磁波谱的活动,并且发展了用来确定红外线能量的定量数据和方程式。

这项研究使人们有可能利用基本黑体辐射曲线(参见图1)确定红外线能量。从该图中可以得出,温度高于-273˚C的物体辐射出的能量数量与其温度的四次方成比例。黑体辐射概念是红外线测量法的基础。然而,术语"发射率"为这些基本物理定律增加了变数。发射率衡量灰体(非黑体)放射出的热辐射量与相同温度的黑体的热辐射量之比。(灰体指在所有波长具有相同光谱发射率的物体;非灰体指发射率随波长而改变的物体,例如铝。)

红外线传感器不能辨别颜色,这是固有的。

  • - 如果目标反光(例如镜子),请注意,您不仅仅按照需要的那样测量发射的辐射能量,而且还要测量反射的辐射能量。

  • - 如果可以看透目标,需要选择红外线滤光(例如,在5μm波长时玻璃是不透明的)。

  • - 10项应用中有9项不需要绝对温度测量。重复性和无漂移操作提供了严密的温度控制。

  • 如果表面闪光,可手动或者自动进行发射率调整来校正发射率误差。对于大多数应用,这是一种简单的办法。在发射率变化并且造成处理问题时,请考虑使用双波长或多波长辐射测量法解决发射率问题。

    设计元素

    红外线温度计有种类繁多的配置,包括光学器件、电子器件、技术、尺寸和保护性壳体。但它们都具有一系列红外线能量接收组件和电子信号输出组件。基本组件系列包括汇聚光学器件、镜头和/或光纤、光谱滤光以及探测器作为前端。动态处理有多种形式,但是可以总结为放大、热稳定性、线性化以及信号调节。普通窗户玻璃在短波长范围内适

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