红外测温仪的工作原理及应用.pdf

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1、测试技术卷检测与制作TestTechnologyTestandProduce红外测温仪的工作原理及应用PrincipleandApplicationofInfra-RedTemperatureMeasurement曾强，舒芳誉，李清华ZengQiang,ShuFang-yu,LiQing-hua(ResearchandDevelopmentCenter,(福建厦门卷烟厂技术中心，FujianXiamenCigaretteFactory,Xiamen厦门361022)361022,China)摘要:从黑体辐射原理出发分析了红外测温

2、的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，介绍了红外测温的应用领域以及使用过程中应注意的问题和一些使用经验。关键词:红外;温度测量;测量误差25中图分类号:TN98文献标识码:A文章编号:1003-0107(2007)01-0025-02Abstract:Inthispaper,thetheoryofinfra-redtemperaturemeasurementwasanalyzedaccordingtotheprincipleofblackbodyradiation.Wediscussedth

3、emainfactorsformeasurementaccuracy,suchasreflectance,distancecoefficientandenvironment.Animprovedmethodfortheeliminationofmeasurementerrorsandsomeexperiencewereproposed.Keywords:Infra-Red;Temperaturemeasurement;MeasurementerrorCLCnumber:TN98Documentcode:AArticleID:10

4、03-0107(2007)01-0025-021.引言式中,M(T)——温度为T时，围和使用场合不同，红外测温仪的0温度是工业生产中很重要的一单位时间从黑体单位面积上辐射出外观设计和内部结构不尽相同，但个热工参数，它直接影响到产品的的总辐射能，称为总辐射度;基本结构大体相似，主要包括光学质量和性能。传统的接触式测温仪σ——斯特藩—玻耳兹曼常系统、光电探测器、信号放大器及信[2]表如热电偶、水银温度计等，因要量;号处理、显示输出等部分组成，与被测物质进行充分的热交换，且T——物体温度。其基本结构如图3-1所示。经过一定的时间后才能

5、达到热平上式是黑体的热辐射定律。实辐射体发出的红外辐射，进入衡，存在着测温的延迟现象，故在际物体(非黑体)的辐射定律一般光学系统，经调制器把红外辐射调连续生产质量检验中存在一定的使比较复杂，需借助于黑体的辐射定制成交变辐射，由探测器转变成为用局限。目前，红外温度仪因具有律来研究。设被测物体的温度为T相应的电信号。该信号经过放大器使用方便，反应速度快，灵敏度高，时，总辐出度为M等于黑体在温度和信号处理电路，并按照仪器内的测温范围广，可实现在线非接触连为T时的总辐出度M，即M=M，算法和目标发射率校正后转变为被F00续测量等众多优点

6、，正在逐步地得44测目标的温度值。σT=?σT化简得。其F以推广应用。中?为发射率，不同物体的发射率4.红外测温仪的测量误差分析不同，具体材料的?值可通过查表2.红外测温仪测试的基本原理由于红外测温是非接触式的，或实验得到，T被测物体的辐射温红外测温是辐射式测温的一这样会存在着各种误差，影响误差度，所以已知被测物体的?和T，就F种，是利用物体的热辐射现象来测的因素很多，除了仪器本身的因素可以算出物体的真实温度。量物体温度的。红外辐射的基本依外，主要表现在以下几个方面。据是斯特藩—玻耳兹曼、普朗克等3.红外测温仪系统组成[1]人的

7、黑体辐射定律。黑体是一种红外测温采用逐点分析的方理想物体，它们在相同的温度下都式，即把物体一个局部区域的热辐发出同样的电磁波谱，而与黑体的射聚焦在单个探测器上，并通过已具体成分和形状等特性无关。斯特知物体的发射率，将辐射功率转化藩和玻耳兹曼通过实现和计算得出为温度。由于被检测的对象、测量范黑体辐射定律:M4(T)=σT图3-1红外测温仪结构简图0·2007第01期·ELECTRONICSQUALITY检测与制作测试技术卷TestTechnologyTestandProduce4.1发射率达最后读数的95%能量所需要时在运输或储存

8、期间始终保持适宜的发射率除了与物体的材料形间，它与光电探测器、信号处理电低温。状、表面粗糙度、凹凸度等有关，还路及显示系统的时间常数有关。如与测试的方向有关。若物体为光洁果目标的运动速度很快或者测量快5.2医疗领域表面时，其方向性更为敏感。不同速加热的目标时，要