紅(hóng)外線測溫儀(yí)的測溫原理是將物體(如鋼水)發射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號,紅外(wài)線輻射能的大小與物體(如鋼水)本身的溫(wēn)度相對應,根據轉變(biàn)成電信號大小,可以確定物體(如鋼水)的溫度。
紅外線測溫儀由光學係統、光電探測(cè)器、信號放大器及(jí)信號處(chù)理、顯示輸(shū)出等部分組成。光學係統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量,視場的大(dà)小由測溫儀的光學零件及其位(wèi)置確定。紅外(wài)能量聚焦在(zài)光電探測器(qì)上並(bìng)轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電(diàn)路,並按照儀(yí)器內療的算法(fǎ)和目標發射率校正後轉變為被(bèi)測目標的溫度值。
在自然界中,一切溫度高於**零度(dù)的物體都(dōu)在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅(hóng)外輻射能(néng)量的大小及其按(àn)波長的分布 —— 與它的表麵溫(wēn)度有著十分密切的關係。因此,通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量(liàng)的測量,便(biàn)能準確地測定它的表麵溫度,這就是紅外輻射測(cè)溫所依據的客觀基礎。
黑體是一種理想化的輻射體,它(tā)吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的(de)反射和透過,其表麵的發射率為 1 。但是,自然界(jiè)中存在的實際物體,幾乎都不是黑體,為了弄清和獲得紅外輻射(shè)分布規律,在(zài)理(lǐ)論研究中必須選擇合適的模型,這就是普朗克提出的體(tǐ)腔輻射的量子化振子模型,從(cóng)而導出了普朗克黑體輻射的定律(lǜ),即以波長表示(shì)的黑體光譜輻射度,這是一切紅外輻射理(lǐ)論的出發點,故稱 黑體輻射定律。所(suǒ)有實際物(wù)體的輻射量除依賴於輻(fú)射波長及物體的溫度之外(wài),還與(yǔ)構成物體的材(cái)料種(zhǒng)類、製備方法、熱過程以(yǐ)及表(biǎo)麵狀態和環境條件等因素(sù)有關。因此,為使(shǐ)黑體輻射(shè)定律適用於所有實際物體,必須引入一個與材料性(xìng)質及表麵狀態有關的比例係數,即發射率。該係數表(biǎo)示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,其值(zhí)在零和小於(yú) 1 的數值之間。根據輻(fú)射定律,隻要知道了材料(liào)的發射率,就知(zhī)道了任何物體的紅外輻射特性(xìng)。影響發射率的主要因素在:材料種類、表麵粗糙度、理(lǐ)化結構和材料厚度等。 當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先(xiān)要(yào)測量出目標在其波段(duàn)範圍內的紅外輻射量,然後由測溫儀計算出被測目標的溫度。單色測溫儀與波段內的輻射量成比例;雙色(sè)測(cè)溫儀與兩個波段的輻射量(liàng)之比成比例。
係統組成
紅外(wài)線測溫儀采用逐點分析的方式,即把物體一個局部區域的熱輻射(shè)聚焦在單個探測器上,並通過已知物體的發射率,將輻射功率轉化為溫度。由(yóu)於被檢測的(de)對(duì)象、測量範圍和使用(yòng)場合不同,紅外測溫儀的外觀設計和內部結構不盡相同,但基本結構大體(tǐ)相似,主要包括光學係統、光電探測器、信號放大器及信(xìn)號處理(lǐ)、顯示輸出等部分組成。