紅外測溫系統(tǒng)原理匯編

1、紅外測溫 紅外線輻射的簡稱。量子物理學知識告訴我們，自然界中任何物體每時每刻都在通過分子振動向外輻射能量，這種輻射能量是以“波”的形式出現(xiàn)的?！安ā钡膫鞑ニ俣仁且粋€常數(shù)，即30萬公里秒，而分子振動的頻率卻是各不相同的。紅外線輻根據(jù)（速度頻率波長）可知，不同振動頻率的分子發(fā)出的輻射波長是不一樣的，可見光的輻射波長范圍在0.360.72m，紫光波長最短0.36m，紅光波長最長0.72m。比紫光波長更短的輻射稱為紫外線，如光，射線等；比紅光波長更長的輻射稱為紅外線，波長一般在0.70000m之間。 射線 X 射線 紫外線可見光 熱量 微波 無線電 .4 .7 2 6 8 15短波IR長波IR波長，微

2、米近 IR 工業(yè)用紅外測溫儀的工作波長在0.65至14微米范圍內電磁波譜威廉赫謝爾爵士于1800年發(fā)現(xiàn)紅外線絕對零度(-273)以上的物體都輻射紅外能量William Herschel 1738 -1822溫度與輻射能量的關系123456 7 8 9 10 11 12 13 141500C 1000C542C 260C 20C 不同溫度的輻射曲線永不會相交隨溫度增加，輻射能量增大而峰值波長減小，波長與溫度成反比紅外能量（溫度/熱像）波長（微米）102101110-110-210-310-40物體發(fā)射率隨發(fā)射率變化(非灰體)= 0.9 (灰體)相對能量波長 (微米)= 1.0 (黑體)發(fā)射率為物

3、體的輻射度與和與該物體具有 相同溫度的黑體的輻射度之比物體紅外能量的傳播發(fā)射率決定了實際物體的紅外輻射特性“理想黑體”“實際物體”既是完全吸收體也是完全發(fā)射體部分能量被反射部分能量透過發(fā)射率 =1發(fā)射率 1IIIIRATEEEE影響發(fā)射率的主要因素材料種類表面狀況(拋光,粗糙,氧化,噴砂)表面幾何形狀(平面,凹面,凸面)表面理化結構狀態(tài)（如沉積物，氧化膜，油膜等）透過率(例如塑料薄膜)測量溫度測量角度世界上所有的物體都會產(chǎn)生紅外線輻射。而輻射的能量則與該物體的溫度成比例，非接觸式溫度測量即是測量物體輻射能量的強弱，并由此得到一個與該物體溫度成比例的信號。目標探測器信號處理和顯示453CSP1

4、470CEMS .85大氣窗大氣窗口口濾波片和鏡頭大氣中的水蒸氣、二氧化碳等對某些紅輻射波段不吸收或極少吸收，有利于能量進行傳輸從而能被紅外測溫儀探測到.這樣的特殊紅外波段即為所謂“大氣窗口”。 紅外波段的選取要考慮 “大氣窗口”的影響普郎克通過量子理論推導出的波長、溫度與黑體輻射能量的關系式，它定量的確定了不同溫度的黑體在各個波段中的輻射能量的大小，是紅外測溫的理論基礎。普郎克定律 普郎克定律給出了以下幾點結論：物體的溫度越高，其發(fā)出的輻射能量越大。這是單色（波段）測溫儀的設計依據(jù)。2.在一定溫度下，物體在不同波長處的輻射能量不同，存在一個輻射峰值波長，即在此波長處的物體輻射能量最大。3.隨著物體溫度升高，其輻射峰值波長向短波方向移動，移動規(guī)律遵守維恩位移定律。實際物體的測溫示意圖目標探頭RTE反射率, 透射率, 發(fā)射率環(huán)境溫度II= 入射能量R=反射能量T=透射能量E=發(fā)射能量目標與視場要確保目標大于儀器所測圓點的大小。目標越小，則應離得越近。如果精度非常重要，則要確保目標至少是測量圓點大小的兩倍最好 一般 差探頭目標大于測量視場目標等于測量視場目標小于測量視場實際測量時應注意：1.多次測量，盡量減少誤差。2.當測量位置不同或使用不同儀器測同一物體時，精度非常重要。3.對于運動的目標和快速加熱的目標響應速度快是必需的當溫度變化 緩慢時，響應速度快通常是不必