紅外測(cè)溫系統(tǒng)原理匯編

1、紅外測(cè)溫 紅外線輻射的簡(jiǎn)稱。量子物理學(xué)知識(shí)告訴我們，自然界中任何物體每時(shí)每刻都在通過(guò)分子振動(dòng)向外輻射能量，這種輻射能量是以“波”的形式出現(xiàn)的?！安ā钡膫鞑ニ俣仁且粋€(gè)常數(shù)，即30萬(wàn)公里秒，而分子振動(dòng)的頻率卻是各不相同的。紅外線輻根據(jù)（速度頻率波長(zhǎng)）可知，不同振動(dòng)頻率的分子發(fā)出的輻射波長(zhǎng)是不一樣的，可見(jiàn)光的輻射波長(zhǎng)范圍在0.360.72m，紫光波長(zhǎng)最短0.36m，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)0.72m。比紫光波長(zhǎng)更短的輻射稱為紫外線，如光，射線等；比紅光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的輻射稱為紅外線，波長(zhǎng)一般在0.70000m之間。 射線 X 射線 紫外線可見(jiàn)光 熱量 微波 無(wú)線電 .4 .7 2 6 8 15短波IR長(zhǎng)波IR波長(zhǎng)，微

2、米近 IR 工業(yè)用紅外測(cè)溫儀的工作波長(zhǎng)在0.65至14微米范圍內(nèi)電磁波譜威廉赫謝爾爵士于1800年發(fā)現(xiàn)紅外線絕對(duì)零度(-273)以上的物體都輻射紅外能量William Herschel 1738 -1822溫度與輻射能量的關(guān)系123456 7 8 9 10 11 12 13 141500C 1000C542C 260C 20C 不同溫度的輻射曲線永不會(huì)相交隨溫度增加，輻射能量增大而峰值波長(zhǎng)減小，波長(zhǎng)與溫度成反比紅外能量（溫度/熱像）波長(zhǎng)（微米）102101110-110-210-310-40物體發(fā)射率隨發(fā)射率變化(非灰體)= 0.9 (灰體)相對(duì)能量波長(zhǎng) (微米)= 1.0 (黑體)發(fā)射率為物

3、體的輻射度與和與該物體具有 相同溫度的黑體的輻射度之比物體紅外能量的傳播發(fā)射率決定了實(shí)際物體的紅外輻射特性“理想黑體”“實(shí)際物體”既是完全吸收體也是完全發(fā)射體部分能量被反射部分能量透過(guò)發(fā)射率 =1發(fā)射率 1IIIIRATEEEE影響發(fā)射率的主要因素材料種類表面狀況(拋光,粗糙,氧化,噴砂)表面幾何形狀(平面,凹面,凸面)表面理化結(jié)構(gòu)狀態(tài)（如沉積物，氧化膜，油膜等）透過(guò)率(例如塑料薄膜)測(cè)量溫度測(cè)量角度世界上所有的物體都會(huì)產(chǎn)生紅外線輻射。而輻射的能量則與該物體的溫度成比例，非接觸式溫度測(cè)量即是測(cè)量物體輻射能量的強(qiáng)弱，并由此得到一個(gè)與該物體溫度成比例的信號(hào)。目標(biāo)探測(cè)器信號(hào)處理和顯示453CSP1

4、470CEMS .85大氣窗大氣窗口口濾波片和鏡頭大氣中的水蒸氣、二氧化碳等對(duì)某些紅輻射波段不吸收或極少吸收，有利于能量進(jìn)行傳輸從而能被紅外測(cè)溫儀探測(cè)到.這樣的特殊紅外波段即為所謂“大氣窗口”。 紅外波段的選取要考慮 “大氣窗口”的影響普郎克通過(guò)量子理論推導(dǎo)出的波長(zhǎng)、溫度與黑體輻射能量的關(guān)系式，它定量的確定了不同溫度的黑體在各個(gè)波段中的輻射能量的大小，是紅外測(cè)溫的理論基礎(chǔ)。普郎克定律 普郎克定律給出了以下幾點(diǎn)結(jié)論：物體的溫度越高，其發(fā)出的輻射能量越大。這是單色（波段）測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)依據(jù)。2.在一定溫度下，物體在不同波長(zhǎng)處的輻射能量不同，存在一個(gè)輻射峰值波長(zhǎng)，即在此波長(zhǎng)處的物體輻射能量最大。3.隨著物體溫度升高，其輻射峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)，移動(dòng)規(guī)律遵守維恩位移定律。實(shí)際物體的測(cè)溫示意圖目標(biāo)探頭RTE反射率, 透射率, 發(fā)射率環(huán)境溫度II= 入射能量R=反射能量T=透射能量E=發(fā)射能量目標(biāo)與視場(chǎng)要確保目標(biāo)大于儀器所測(cè)圓點(diǎn)的大小。目標(biāo)越小，則應(yīng)離得越近。如果精度非常重要，則要確保目標(biāo)至少是測(cè)量圓點(diǎn)大小的兩倍最好 一般 差探頭目標(biāo)大于測(cè)量視場(chǎng)目標(biāo)等于測(cè)量視場(chǎng)目標(biāo)小于測(cè)量視場(chǎng)實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)注意：1.多次測(cè)量，盡量減少誤差。2.當(dāng)測(cè)量位置不同或使用不同儀器測(cè)同一物體時(shí)，精度非常重要。3.對(duì)于運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)和快速加熱的目標(biāo)響應(yīng)速度快是必需的當(dāng)溫度變化 緩慢時(shí)，響應(yīng)速度快通常是不必