紅外測溫儀是由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器,、信號放大器及信號處理,、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,，視場距離的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定,。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路,，并按照儀器內(nèi)療的算法和與目標(biāo)發(fā)射率校正后從而轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值,。
　　
　　紅外測溫儀工作原理
　　
　　紅外測溫儀是由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器,、信號放大器及信號處理,、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，視場距離的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定,。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號,，該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)療的算法和與目標(biāo)發(fā)射率校正后從而轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y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——與物體的表面溫度有著十分密切的關(guān)系,。因此,，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定物體的表面溫度,，這就是紅外輻射測溫所依據(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)用紅外測溫儀測量目標(biāo)的溫度時首先要測量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量,，然后由測溫儀計(jì)算出被測目標(biāo)的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例,。
　　
　　紅外測溫儀的系統(tǒng)組成
　　
　　紅外測溫儀采用逐點(diǎn)分析的方式,，即把物體一個局部區(qū)域的熱輻射聚焦在單個探測器上，并通過已知物體的發(fā)射率,，將輻射功率轉(zhuǎn)化為溫度,。由于被檢測的對象、測量范圍和使用場合不同,，紅外測溫儀的外觀設(shè)計(jì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不盡相同,，但基本結(jié)構(gòu)大體相似，主要包括光學(xué)系統(tǒng),、光電探測器,、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成,，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示,。
　　
　　當(dāng)輻射體發(fā)出的紅外輻射，進(jìn)入紅外測溫儀的光學(xué)系統(tǒng),，經(jīng)調(diào)制器把紅外輻射調(diào)制成交變輻射,，由探測器轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的電信號，該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路,，并按照儀器內(nèi)的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值,。
　　
　　選擇紅外測溫儀
　　
　　選擇紅外測溫儀可分為三個方面：
　　
　　性能指標(biāo)方面,如溫度范圍、光斑尺寸,、工作波長,、測量精度、響應(yīng)時間等;環(huán)境和工作條件方面,如環(huán)境溫度,、窗口、顯示和輸出,、保護(hù)附件等;其他選擇方面,如使用方便,、維修和校準(zhǔn)性能以及價格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀*設(shè)計(jì)和新進(jìn)展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,擴(kuò)大了選擇余地,。
　　
　　確定測溫范圍
　　
　　測溫范圍是測溫儀zui重要的一個性能指標(biāo),。如TIME（時代）、Raytek（雷泰）產(chǎn)品覆蓋范圍為-50℃-+3000℃,但這不能由一種型號的紅外測溫儀來完成。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍,。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確,、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應(yīng)盡量選用短波較好,。確定目標(biāo)的物距比紅外測溫儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）,。對于單色測溫儀,在進(jìn)行測溫時,被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好,。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù),造成誤差,。相反,如果目標(biāo)大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。對于Raytek（雷泰）雙色測溫儀,其溫度是由兩個獨(dú)立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的,。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小,沒有充滿現(xiàn)場,測量通路上存在煙霧,、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時,都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響,。甚至在能量衰減了95%的情況下,仍能保證要求的測溫精度,。對于目標(biāo)細(xì)小,又處于運(yùn)動或振動之中的目標(biāo);有時在視場內(nèi)運(yùn)動,或可能部分移出視場的目標(biāo),在此條件下,使用雙色測溫儀是*選擇。如果測溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn),測量通道彎曲,、狹小,、受阻等情況下,雙色光纖測溫儀是*選擇。這是由于其直徑小,有柔性,可以在彎曲,、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,因此可以測量難以接近,、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。確定紅外測溫儀光學(xué)分辨率（距離及靈敏）光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比,。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀,。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。確定紅外測溫儀的波長范圍
　　
　　目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應(yīng)或波長,。對于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率,。在高溫區(qū),測量金屬材料的*波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm,、2.2μm和3.9μm波長,。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用10μm,、2.2μm和3.9μm（被測玻璃要很厚,否則會透過）波長;測量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長,。厚度超過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的N02用4.47μm波長。
　　
　　響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,定義為到達(dá)zui后讀數(shù)的95%（雙色比色光纖只需需5%能量）能量所需要時間,它與光電探測器,、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān),。新型紅外測溫儀響應(yīng)時間可達(dá)1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多,。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時,要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀,否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng),會降低測量精度,。然而,并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測溫儀。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時,測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,紅外測溫儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng),。為什么使用紅外測溫儀
　　
　　紅外測溫儀已被證實(shí)是檢測和診斷電子設(shè)備故障的有效工具,。可節(jié)省大量開支,，用紅外測溫儀,，你可連續(xù)診斷電子連接問題和通過查找在DC電池上的輸出濾波器連接處的熱點(diǎn)，以檢測不間斷電源（UPS）的功能狀態(tài),，你可檢驗(yàn)電池組件和功率配電盤接線端子,，開關(guān)齒輪或保險絲連接，防止能源消耗;由于松的連接器和組合會產(chǎn)生熱,，紅外測溫儀有助于識別回路中斷器的絕緣故障.或監(jiān)視電子壓縮機(jī);日常掃描變壓器的熱點(diǎn)可探測開裂的繞組和接線端子,。使用紅外測溫儀的好處便捷紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點(diǎn)的時間內(nèi),，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點(diǎn)的溫度,。另外由于紅外測溫儀堅(jiān)實(shí).輕巧，且不用時易于放在皮套中,。在工廠巡視和日常檢驗(yàn)工作時都可攜帶,。
　　
　　紅外測溫儀通常精度都是1度以內(nèi)。這種性能在做預(yù)防性維護(hù)時特別重要,，如監(jiān)視惡劣生產(chǎn)條件和將導(dǎo)致設(shè)備損壞或停機(jī)的特別事件時,。用紅外測溫儀，你甚至可快速探測操作溫度的微小變化,，在其萌芽之時就可將問題解決,，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍。
　　
　　安全紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達(dá)的目標(biāo)溫度,，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度,。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進(jìn)行，測量就象在手邊測量一樣容易,。紅外測溫儀在設(shè)備故障診斷時的使用設(shè)備故障紅外診斷zui核心的問題,，是要求準(zhǔn)確地獲得被測設(shè)備的溫度分布或故障相關(guān)部位溫度值與溫升值。這個溫度信息不僅是判斷設(shè)備有*的依據(jù),，也是判斷故障屬性,、位置、嚴(yán)重程度的客觀依據(jù),。因此,，對被測設(shè)備故障相關(guān)部位溫度的計(jì)算與合理修正，將是提高檢測設(shè)備表面溫度準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。然而在現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備紅外檢測時，由于檢測條件和環(huán)境的影響變化，可能導(dǎo)致同一設(shè)備因檢測條件不同,，而得到不同的結(jié)果,。因此，為了提高紅外檢測的準(zhǔn)確度,，必須對現(xiàn)場檢測過程中或?qū)z測結(jié)果的分析處理中,，采取相應(yīng)的對策與措施或選擇良好的檢測條件，或?qū)z測現(xiàn)場結(jié)果進(jìn)行合理的修正,。選擇紅外測溫儀考慮的因素性能指標(biāo)方面：如溫度范圍,、光斑尺寸、工作波長,、測量精度,、響應(yīng)時間等;環(huán)境和工作條件方面,如環(huán)境溫度、窗口,、顯示和輸出,、保護(hù)附件等;其他選擇方面,如使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響,。隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀*設(shè)計(jì)和新進(jìn)展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,擴(kuò)大了選擇余地,。
　　
　　確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個性能指標(biāo)。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍,。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確,、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應(yīng)盡量選用短波較好,。確定光學(xué)分辨率（距離及靈敏）：光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比,。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高,。紅外測溫儀使用時應(yīng)注意哪些問題
　　
　　為了測溫,，將儀器對準(zhǔn)要測的物體，按觸發(fā)器在儀器的LCD上讀出溫度數(shù)據(jù),，保證安排好距離和光斑尺寸之比,，和視場。
　　
　　紅外測溫儀使用時應(yīng)注意的問題：
　　
　　1,、只測量表面溫度,，紅外測溫儀不能測量內(nèi)部溫度。
　　
　　2,、波長在5um以上不能透過石英玻璃進(jìn)行測溫,，玻璃有很特殊的反射和透過特性，不允許紅外溫度讀數(shù),。但可通過紅外窗口測溫,。紅外測溫儀不用于光亮的或拋光的金屬表面的測溫（不銹鋼,、鋁等）。
　　
　　3,、定位熱點(diǎn),，要發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)，儀器瞄準(zhǔn)目標(biāo),，然后在目標(biāo)上作上下掃描運(yùn)動,直至確定熱點(diǎn),。
　　
　　4、注意環(huán)境條件：蒸汽,、塵土,、煙霧等。它阻擋儀器的光學(xué)系統(tǒng)而影響測溫,。
　　
　　5,、環(huán)境溫度，如果測溫儀突然暴露在環(huán)境溫差為20℃或更高的情況下,，允許儀器在20分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)到新的環(huán)境溫度,。