紅外線溫度計(jì)是什么原理？準(zhǔn)不準(zhǔn)？紅外溫度計(jì)紅外溫度傳感器儀器的設(shè)計(jì)從簡單的手持溫度計(jì)到復(fù)雜的專用儀器，價(jià)格高達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千美元。然而，一些構(gòu)建塊對于大多數(shù)設(shè)計(jì)是通用的。典型的紅外溫度計(jì)由光學(xué)元件、紅外

紅外線溫度計(jì)是什么原理？準(zhǔn)不準(zhǔn)？

紅外溫度計(jì)

紅外溫度傳感器儀器的設(shè)計(jì)從簡單的手持溫度計(jì)到復(fù)雜的專用儀器，價(jià)格高達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千美元。然而，一些構(gòu)建塊對于大多數(shù)設(shè)計(jì)是通用的。

典型的紅外溫度計(jì)由光學(xué)元件、紅外探測器、電子器件和顯示或接口輸出級(jí)組成。光學(xué)組件將輻射能量聚焦在紅外探測器上，并濾除所需波長帶之外的輻射。這些組件包括收集光學(xué)器件、透鏡、光纖和光譜濾光器。

紅外檢測器

大多數(shù)紅外探測器是單波長(也稱為單色)或雙波長(也稱為雙色)類型。單波長探測器測量特定波段的紅外能量，儀器根據(jù)探測器輸出和預(yù)設(shè)的發(fā)射率計(jì)算出物體的溫度。有些溫度計(jì)的發(fā)射率是可調(diào)的，而大多數(shù)簡單的溫度計(jì)的發(fā)射率是固定的。

雙波長探測器測量兩個(gè)不同波段的能量，儀器根據(jù)兩個(gè)讀數(shù)的比值計(jì)算出溫度。如果兩個(gè)波段的發(fā)射率或能量變化相同，測量精度不會(huì)受到影響。由于物體的變化或移動(dòng)、鏡頭污染或錯(cuò)位或視覺障礙，發(fā)射率或輻射能量可能會(huì)發(fā)生變化。雙波長檢測器的缺點(diǎn)是成本高，在一定條件下準(zhǔn)確度低。

許多材料和表面的發(fā)射率在紅外波長范圍內(nèi)保持相對恒定，在任何窄波段測量能量都是可以接受的。其他材料由于反射率或透射率高，發(fā)射率波段有高有低，需要調(diào)諧到高發(fā)射率波長的窄帶探測器。

典型的紅外溫度傳感器由光學(xué)元件、紅外探測器、電子器件和顯示或接口輸出級(jí)組成。光學(xué)將紅外能量聚焦在探測器上，探測器將紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。經(jīng)過放大、線性和溫度穩(wěn)定后，電信號(hào)被轉(zhuǎn)換成代表測量溫度的值。

另一個(gè)因素是氛圍。它的透射系數(shù)對波長曲線有許多峰和谷，幾乎從一個(gè)地方擺動(dòng)。0到接近零，阻斷紅外能量傳輸。大多數(shù)通用紅外溫度傳感器使用7至14微米之間的最大高透射帶，以最小化大氣衰減。

為了測量紅外波長光譜中發(fā)射率變化較大的物體以及被玻璃、煙霧、蒸汽或其他障礙物覆蓋的物體的溫度，工程師需要使用窄帶紅外探測器。例如，短波長探測器處理可變發(fā)射率物體、透鏡污染和透過玻璃窗的測量。長波長探測器由于發(fā)射率變化更容易產(chǎn)生誤差，但溫度范圍更寬。

特殊應(yīng)用，如測量玻璃、晶體、火焰、氣體和薄膜的溫度，需要具有特定窄帶的探測器。例如，在測量玻璃溫度時(shí)，以5微米為中心的窄帶檢測器可提供最佳結(jié)果。金屬和金屬箔通常需要1微米的探測器，它的輻射水平最高。

根據(jù)工作原理，紅外探測器分為熱探測器和光電探測器。熱紅外探測器吸收入射光能，提高傳感元件的溫度改變探測器的電特性，:熱電堆產(chǎn)生熱電電壓，測力計(jì)改變電阻，熱釋電器件改變極化。一般來說，它們比光電探測器慢。

熱電堆是通過將幾個(gè)熱電偶串聯(lián)起來并使它們的熱接點(diǎn)與黑體接觸而制成的，黑體吸收輻射的紅外能量并加熱熱接點(diǎn)。冷結(jié)放在探測器區(qū)，有足夠的散熱。這類探測器響應(yīng)快、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大，常用于通用、汽車、空調(diào)和人體溫度計(jì)。

測力計(jì)使用一種隨溫度而改變電阻的扁平材料。電路將電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，由儀器進(jìn)一步處理。測力計(jì)常用于測量低水平紅外能量，通常作為望遠(yuǎn)鏡的附件。

熱電裝置會(huì)在體溫變化時(shí)充電。為了產(chǎn)生有用的信號(hào)，入射光的紅外能量必須為 "脈沖 "。輸出峰峰值交流信號(hào)與脈沖能量成正比。由于被測物體發(fā)出的能量通常是穩(wěn)定的，使用熱釋電探測器的溫度計(jì)在傳感器前有一個(gè)機(jī)械或光學(xué)斬波器。這些傳感器用于許多家庭安全系統(tǒng)。

光電探測器建立在硅襯底上，具有紅外敏感區(qū)域，當(dāng)受到光子影響時(shí)會(huì)釋放自由電子。電子流產(chǎn)生與入射能量成比例的電信號(hào)。這些探測器通常用作熱成像系統(tǒng)中的陣列。

需要保護(hù)檢測器免受環(huán)境影響，所選的窗口材料必須允許正確的波段以最小的衰減通過。硫化鋅或鍺窗最適合長波長探測器，玻璃適合短波長探測器，應(yīng)時(shí)適合中波長光譜。一些儀器使用光纖光導(dǎo)將輻射引導(dǎo)至檢測器。

由于所有類型的紅外探測器都會(huì)產(chǎn)生微電壓范圍內(nèi)的信號(hào)，因此探測器后應(yīng)跟隨高增益放大器。探測器輸出對溫度的曲線不是線性的，隨著環(huán)境溫度的變化波動(dòng)很大。為了解決這個(gè)問題，信號(hào)調(diào)理電路穩(wěn)定溫度，使信號(hào)線性。許多應(yīng)用需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將溫度讀數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。

手持和許多其他類型的儀器具有內(nèi)置顯示器，而其他設(shè)備通過RS232或RS-485電纜連接到計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或溫度控制系統(tǒng)。一些儀器模擬熱電偶輸出，而其他儀器具有0-20mA或4-20mA電流環(huán)路或電壓輸出。

任何紅外溫度傳感器應(yīng)用的關(guān)鍵規(guī)格和注意事項(xiàng)是FOV和距離；光譜帶；響應(yīng)時(shí)間；準(zhǔn)確性和可重復(fù)性；被測物體或介質(zhì)的發(fā)射率；物體和紅外溫度傳感器之間的介質(zhì)，例如真空、空氣、蒸汽、氣體、玻璃或其他；物體溫度范圍；安裝或持有應(yīng)用程序；和輸出信號(hào)或顯示的類型。

FOV代表圓(目標(biāo))的直徑，紅外探測器將 "查看 "離測量表面一定距離。但是，總有一個(gè)最小的目標(biāo)直徑，這取決于光學(xué)系統(tǒng)和檢測。設(shè)備的大小。探測器測量目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有物體的平均溫度。FOV通常被稱為距離與光斑尺寸之比，即儀器與目標(biāo)之間的距離與目標(biāo)直徑之比。

例如，10: 1號(hào)的距離與光斑尺寸比意味著，如果被測表面距離溫度計(jì)10英寸，它將測量并平均1英寸圓的溫度。直徑。把溫度計(jì)調(diào)到20度。目標(biāo)將增加到2英寸。等等。當(dāng)它離目標(biāo)1英尺遠(yuǎn)時(shí)，帶有1: 1刻度的溫度計(jì)將測量一個(gè)1英尺直徑的圓。

專為測量小面積而設(shè)計(jì)的溫度計(jì)視野很窄，只能測量不到十分之一英寸的物體的溫度。例如，如果將這樣的溫度計(jì)放在pc板上的元件附近，它將只測量元件的溫度，而忽略它。

它周圍的組件。

其他光學(xué)系統(tǒng)允許在幾十英尺的距離上精確測量直徑幾英寸的點(diǎn)的溫度。然而，這種測量需要精確的指向。雖然儀器頂部的缺口提供了一些幫助，但瞄準(zhǔn)燈和內(nèi)置的激光筆被證明是最有幫助的。

不幸的是，如果用戶不熟悉紅外溫度計(jì)的操作和FOV概念，激光筆可能偶爾會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的測量。一些第一次使用的用戶錯(cuò)誤地認(rèn)為他們看到的激光束與測量溫度的過程有關(guān)。他們假設(shè)儀器顯示的是激光束與表面相遇的點(diǎn)的溫度。這樣的測量不會(huì)產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果。

實(shí)際上考慮一下:。

避免因環(huán)境因素(如污垢、灰塵、煙霧、蒸汽、其他蒸汽、極高或極低的環(huán)境溫度以及其他設(shè)備的電磁干擾)而降低測量精度。

選擇紅外溫度傳感器，其波段與被測物體(尤其是高反射物體)以及溫度計(jì)與被測物體之間的介質(zhì)(尤其是玻璃、煙霧或蒸汽)相兼容。

選擇溫度范圍不高于最高應(yīng)用溫度的儀器。超出所需的溫度范圍會(huì)導(dǎo)致精度降低或儀器成本增加。

紅外溫度傳感器對其視野內(nèi)所有物體的溫度進(jìn)行平均。:選擇具有適當(dāng)視野的儀器并計(jì)算適當(dāng)?shù)木嚯x，以便只測量所需的面積。

避免熱物體靠近被測物體。它們將被測量物體反射或透射的能量輻射到溫度計(jì)的FOV中。

醫(yī)院門口的紅外線測溫儀準(zhǔn)嗎？

不太準(zhǔn)確。

有很多因素，比如環(huán)境溫度，距離，人從冷空氣來的時(shí)候是不準(zhǔn)確的。我們單位買了四個(gè)額頭測溫槍和一個(gè)16探頭紅外測溫儀，和玻璃測溫儀的實(shí)際溫度相差零點(diǎn)幾度。

如果溫度計(jì)突然暴露在20℃或更高的環(huán)境溫差下，儀器將在20分鐘內(nèi)調(diào)整到新的環(huán)境溫度。