红外辐射高温计工作原理

作者：admina来源：时间：2021-10-28 18:03:26浏览量：919人阅读

红外辐射高温计工作原理

红外测温物体表面温度工作原理

凡是温度高于绝对零度（0 K或-273.15℃）的物体，均会自表面向外发出电磁辐射，且该辐射与物体的固有温度成比例。在这种辐射中，包含用于实现测温的红外辐射。
在工业生产、过程控制、故障诊断等场合，红外测温仪是一种非常普遍的产品。但是，你们知道这个简单的产品是如何而来的吗？话还得从1800年说起……

红外线的发现
William Herschel (1738 – 1822)
1800年，英国科学家赫歇尔做了一个实验。

他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，以测量各种光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，沉默几亿年，红外线终于闪亮登场。

19世纪末，人们认识到热辐射和光辐射都是电磁波。并且已知，自然界中一切高于绝对零度(-273℃)的物体都在不停向外辐射能量。那么辐射能量在不同频率范围中如何分布？

在测量领域，“温度”是仅次于“时间”的最常用的物理参数。基于普朗克和玻尔兹曼辐射定律的原理，红外测温仪通过吸收被测物体发出的红外辐射来测定其温度。那么，非接触测温是如何实现的呢？

凡是温度高于绝对零度（0 K或-273.15℃）的物体，均会自表面向外发出电磁辐射，且该辐射与物体的固有温度成比例。在这种辐射中，包含用于实现测温的红外辐射。当该辐射贯穿大气后，借助专用镜头便能将其聚集在探测器上。随后，探测器会生成与该辐射成比例的电信号。该信号得到放大，并通过接受连续的数字信号处理而转化为与物体温度成比例的输出信号。如此一来，在显示器上便会显示出温度的测量值，或为信号形式输出。

在利用辐射实现测温时，辐射率ε（Epsilon）起到了至关重要的作用。它表明了实际物体与黑体的辐射值之间的关系。黑体的辐射率为1（最大值）。不过，能够满足黑体这一理想条件的物体并不多。在校准传感器时，一般会用到辐射体的接触面（包含所推荐的波长：0.99）。

就其波长而言，许多物体通常具有恒定的辐射率，但其辐射能力远不如黑体。它们被称作灰体。若物体的辐射率取决于其温度和波长（诸如金属类），则此类物体被称作选择性辐射体。在这两种情况下，所缺失的辐射部分通过辐射率的明确加以补充。当使用选择性辐射体时，需要牢记所测定的波长（针对金属，选择短波）。

除了自物体表面发出的辐射之外，红外传感器还能接受到周围环境的反射辐射，或许还有被测物体的贯穿红外辐射。