红外辐射测温原理及使用

　　1、红外辐射测温原理

　　红外测温属于非接触测温的一种方法，测温元件不需与被测介质接触，通过热辐射原理来测量温度。了解红外测温仪的工作原理、技术指标、环境工作条件及操作和维修等是用户正确地选择和使用红外测温仪的基础。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号，该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。

　　物体处于绝对零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波形式向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于(0.8~15)μm 的红外区内。物体的红外辐射能量的大小按其波长的分布与它表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外测温的客观依据。

　　2、红外辐射温度计使用时的基本问题

　　由于红外测温拥有的快捷、轻便、安全等优点，使得红外测温技术在各个领域的使用越来越普及。但是不正确的测温方法，可给被测物体的实际温度带来很大的误差。那么，在实际使用红外测温仪进行测温时，应注意以下一些问题。

　　(1)发射率

　　根据黑体辐射定律，能够吸收所用波长的辐射能量，同时没有能量的反射和透过，这样的物体称之为黑体，其表面发射率为 1。自然界中存在的实际物体，几乎都不具备黑体的条件。只有知道了材料的发射率，才能知道物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素：材料的种类、表面粗糙程度、理化结构和材料的厚度等。下表为部分物质的发射率仅供参考。

　　通常非金属材料的发射率都是固定的，例如布匹、柏油、陶瓷塑料等(ε=0.95)。一般条件下测量非金属物体表面温度可以选择固定发射率的红外测温仪。测量金属表面温度时应该采用发射率可调节的红外温度计。如果用固定发射率(ε=0.95)的红外来测量某些金属温度，则会产生较大偏差。在实际的测量中，要根据被测物质的发射率来选择相应的红外温度计。

　　(2)确定测温范围

　　测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。如R aytek(雷泰)产品覆盖范围为 - 50℃~+3000℃，但这不能由一种型号的红外测温仪来完成。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。根据黑体辐射定律，在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化，因此，测温时应尽量选用短波较好。一般来说，测温范围越窄，监控温度的输出信号分辨率越高，精度可靠性容易解决。