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紅外測(cè)溫儀工作原理
福建龍巖凱翔儀器儀表有限公司www.lykxyq.com
紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器,、信號(hào)放大器及信號(hào)處理,、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,,視場的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置確定,。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過放大器和信號(hào)處理電路,,并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值,。
在自然界中,一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量,。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系,。因此,通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量,,便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度,,這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。
黑體是一種理想化的輻射體,,它吸收所有波長的輻射能量,,沒有能量的反射和透過,,其表面的發(fā)射率為 1。但是,,自然界中存在的實(shí)際物體,,幾乎都不是黑體,為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律,,在理論研究中必須選擇合適的模型,,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型,從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律,,即以波長表示的黑體光譜輻射度,,這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn),故稱黑體輻射定律,。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,,還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法,、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān),。因此,為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體,,必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù),,即發(fā)射率。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,,其值在零和小于1的數(shù)值之間,。根據(jù)輻射定律,只要知道了材料的發(fā)射率,,就知道了任何物體的紅外輻射特性,。影響發(fā)射率的主要因紗在:材料種類、表面粗糙度,、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等,。
當(dāng)用紅外輻射測(cè)溫儀測(cè)量目標(biāo)的溫度時(shí)首先要測(cè)量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量,然后由測(cè)溫儀計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的溫度,。單色測(cè)溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例;雙色測(cè)溫儀與兩個(gè)波段的輻射量之比成比例,。