紅外測(cè)溫儀介紹

醫(yī)用紅外測(cè)溫儀組員：生物醫(yī)學(xué)工程201103班

醫(yī)學(xué)紅外測(cè)溫技術(shù)在醫(yī)學(xué)紅外測(cè)溫儀器的設(shè)計(jì)當(dāng)中，常采用非接觸式紅外測(cè)溫（又稱輻射測(cè)溫），即檢測(cè)元件不直接與被測(cè)物接觸，通過(guò)采集被測(cè)物發(fā)射或反射出的光熱信號(hào)來(lái)評(píng)估其表面溫度特征。2紅外測(cè)溫儀分類紅外熱像儀紅外熱電視紅外測(cè)溫儀醫(yī)學(xué)紅外測(cè)溫儀

自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定

非接觸式紅外測(cè)溫儀原理*

*為黑體輻射出射度*

*

4非接觸式紅外測(cè)溫儀原理圖黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)及溫度之間的關(guān)系1.在任何溫度下，黑體的光譜輻射度都隨著波長(zhǎng)連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)極大值；2.隨著溫度的升高，與光譜輻射度極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)減小。這表明隨著溫度的升高，黑體輻射中的短波長(zhǎng)輻射所占比例增加；3.隨著溫度的升高，黑體輻射曲線全面提高，即在任一指定波長(zhǎng)處，與較高溫度相應(yīng)的光譜輻射度也較大，反之亦然。4.輻射強(qiáng)度最大處對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)和溫度有如下關(guān)系：

5非接觸式紅外測(cè)溫儀原理如果某一物體的輻射光譜是連續(xù)的，而且它的曲線和同溫度下的絕對(duì)黑體的相應(yīng)曲線類似，即為常數(shù)，我們就把它稱之為灰體，這個(gè)比值ε稱之為“相對(duì)輻射能力”或者“相對(duì)黑度”，其中ε是個(gè)小于1的常數(shù)6非接觸式紅外測(cè)溫儀原理根據(jù)斯特藩—玻耳茲曼定理黑體的輻出度

(Τ)與溫度Τ的四次方成正比，即：對(duì)于灰體則：所以：紅外測(cè)溫儀的系統(tǒng)熱輻射系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)紅外探測(cè)器顯示器調(diào)制器電子放大器8系統(tǒng)分析1.跟據(jù)物體的紅外輻射特性，依靠?jī)?nèi)部光學(xué)系統(tǒng)將物體的輻射能量匯集到探測(cè)器。調(diào)制盤的作用是把紅外輻射調(diào)制成交變輻射。2.探測(cè)器把輻射轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，其中，探測(cè)器有石英溫度計(jì)、光纖傳感溫度計(jì)、熱敏電阻溫度計(jì)等幾種3.電子放大器把信號(hào)線性放大，并配有相應(yīng)的補(bǔ)償電路，以減少誤差4.根據(jù)儀器內(nèi)設(shè)定的算法把溫度在終端顯示出來(lái)，其中涉及的有數(shù)模轉(zhuǎn)換、led顯示、外部控制等部分相應(yīng)指標(biāo)——測(cè)溫范圍測(cè)溫方法溫度傳感器測(cè)溫范圍（°C）精度（%）接觸式熱電偶-200~18000.2～1.0熱電阻-50~3000.1～0.5非接觸式紅外測(cè)溫-50~33001其它示溫材料-35～2000<1——選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)射率紅外測(cè)溫儀一般都是按黑體（發(fā)射率ε=1.00）分度的，而實(shí)際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于1.00。因此，在需要測(cè)量目標(biāo)的真實(shí)溫度時(shí)，須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從《輻射測(cè)溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)》中查得。備注：一般對(duì)于測(cè)量固定對(duì)象的測(cè)溫儀，發(fā)射率是內(nèi)部設(shè)定好的，如測(cè)人體溫的紅外測(cè)溫儀目標(biāo)尺寸應(yīng)大于測(cè)試視場(chǎng)被測(cè)目標(biāo)小于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視場(chǎng)干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。被測(cè)目標(biāo)等于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，背景溫度已受到影響，但還比較小，測(cè)試效果一般。當(dāng)被測(cè)目標(biāo)大于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，測(cè)溫儀就不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響，就能顯示被測(cè)物體位于光學(xué)目標(biāo)內(nèi)確定面積的真實(shí)溫度，這時(shí)的測(cè)試效果最好。因此建議在實(shí)際測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。參考文獻(xiàn)：[1]楊楨，張士成，楊立，《非朗伯體紅外測(cè)溫計(jì)算研究》，2010.8,[2]德圖公司，《r熱成像技術(shù)》，2008.9,[3]楊楨，張士成，楊立，《反射溫度補(bǔ)償法及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證》，2010.9[4]北京化工