紅外測溫儀工(gong)作原理——紅外測(ce)溫儀由光學(xue)(xue)系統,光電探(tan)測(ce)器(qi),信(xin)號(hao)放大器(qi)及信(xin)號(hao)處理.顯示輸出等部分組成。光學(xue)(xue)系統匯(hui)聚其視場內的(de)目標紅外輻射能量,紅外能量聚焦在(zai)光電探(tan)測(ce)器(qi)上并轉(zhuan)變為相應的(de)電信(xin)號(hao),該信(xin)號(hao)再經(jing)換算轉(zhuan)變為被測(ce)目標的(de)溫度值。
紅(hong)(hong)外線測(ce)溫(wen)儀是利用波長在(zai)0.76~100μm之間的(de)紅(hong)(hong)外線,對物體進(jin)(jin)行(xing)掃描成像,來(lai)進(jin)(jin)行(xing)對物體的(de)設備在(zai)線故(gu)障(zhang)診斷和安全保護以及節約能源等,因此,紅(hong)(hong)外線測(ce)溫(wen)儀一直以來(lai)都是國家研究(jiu)的(de)重要(yao)項目,包括在(zai)日(ri)常生活(huo)中,甚至(zhi)在(zai)醫學領域中,都是充當著一個(ge)重要(yao)的(de)角色,為我們(men)檢測(ce)出許許多(duo)多(duo)存在(zai)卻看不(bu)見的(de)問題,但(dan)是他的(de)工(gong)作原理是什么?。
紅(hong)外(wai)測溫的理論(lun)原(yuan)理
在(zai)自然界中,當物體(ti)的(de)(de)(de)(de)溫度高(gao)于(yu)絕對零度時,由(you)(you)于(yu)它(ta)內部熱(re)運動的(de)(de)(de)(de)存在(zai),就(jiu)會不(bu)斷的(de)(de)(de)(de)向四周輻(fu)射(she)電磁波(bo)(bo),其中就(jiu)包含了波(bo)(bo)段位于(yu)0.75μm~100μm的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)線(xian)。他最大的(de)(de)(de)(de)特點(dian)是在(zai)給定(ding)的(de)(de)(de)(de)溫度和波(bo)(bo)長(chang)下(xia),物體(ti)發(fa)射(she)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)能(neng)有一個最大值,這(zhe)種物質稱為(wei)(wei)黑(hei)體(ti),并(bing)設定(ding)他的(de)(de)(de)(de)反射(she)系(xi)(xi)數(shu)為(wei)(wei)1,其他的(de)(de)(de)(de)物質反射(she)系(xi)(xi)數(shu)小于(yu)1,稱為(wei)(wei)灰(hui)體(ti),由(you)(you)于(yu)黑(hei)體(ti)的(de)(de)(de)(de)光(guang)譜輻(fu)射(she)功(gong)率P(λT)與絕對溫度T之間滿足普朗(lang)克定(ding)。說明在(zai)絕對溫度T下(xia),波(bo)(bo) 長(chang)λ處單(dan)位面積上黑(hei)體(ti)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)功(gong)率為(wei)(wei)P(λT)。根(gen)據(ju)這(zhe)個關(guan)(guan)系(xi)(xi)可(ke)以(yi)得到(dao)相應的(de)(de)(de)(de) 的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)(xi)曲線(xian),即可(ke)的(de)(de)(de)(de)出 :
(1)隨著溫度的升高,物體的輻射(she)能量越強。這(zhe)是紅(hong)外輻射(she)理論(lun)的出發點,也是單波段紅(hong)外測溫儀的設計依據。
(2)隨著溫(wen)(wen)度升高(gao)(gao),輻射峰值向(xiang)短(duan)波方向(xiang)移(yi)動(向(xiang)左),并且滿足維恩位移(yi)定理 ,峰值處(chu)的波長 與絕對溫(wen)(wen)度T成反比(bi),虛線(xian)為 處(chu)峰值連(lian)線(xian)。這(zhe)個公式告訴我們為什(shen)么(me)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)測(ce)溫(wen)(wen)儀多工作(zuo)在短(duan)波處(chu),低溫(wen)(wen)測(ce)溫(wen)(wen)儀多工作(zuo)在長波處(chu)。
(3)輻射能量隨溫(wen)度的(de)(de)變化率,短波處(chu)比長(chang)波處(chu)大,即短波處(chu)工(gong)作的(de)(de)測溫(wen)儀相對信噪比高(gao)(靈敏度高(gao)),抗干擾性強,測溫(wen)儀應盡(jin)量選擇工(gong)作在(zai)峰值波長(chang)處(chu),特別是(shi)低溫(wen)小目標的(de)(de)情況下(xia),這一點顯得尤為重要。
紅外線(xian)測溫儀(yi)的原理
紅(hong)外(wai)測(ce)溫儀由光學(xue)系統(tong)、光電探測(ce)器、信(xin)(xin)號(hao)放大器及信(xin)(xin)號(hao)處理、顯(xian)示(shi)輸(shu)(shu)出等部(bu)分組(zu)成。被測(ce)物體和反(fan)饋(kui)(kui)(kui)源(yuan)的(de)輻(fu)(fu)射(she)線經調制(zhi)器調制(zhi)后輸(shu)(shu)入到紅(hong)外(wai)檢測(ce)器。兩(liang)信(xin)(xin)號(hao)的(de)差(cha)值經反(fan)放大器放大并(bing)控(kong)制(zhi)反(fan)饋(kui)(kui)(kui)源(yuan)的(de)溫度(du),使(shi)反(fan)饋(kui)(kui)(kui)源(yuan)的(de)光譜輻(fu)(fu)射(she)亮度(du)和物體的(de)光譜輻(fu)(fu)射(she)亮度(du)一樣。 顯(xian)示(shi)器 指出被測(ce)物體的(de)亮度(du)溫度(du)。
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