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紅外測(cè)溫儀的工作原理
紅外測(cè)溫儀的工作原理
前言：一個(gè)完整的紅外測(cè)溫儀是由光學(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的,。光學(xué)系統(tǒng)匯聚在其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置決定,。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(guò)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(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系,。因此,，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，更能準(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，它可以吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量,，沒(méi)有能量的反射和透過(guò),，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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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)射率的主要因素在：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,。