红外测温方法的工作原理及测温(自己总结的)。

红外测温方法的工作原理及测温(自己总
结的)。

红外测温方法的工作原理及测温仪
在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于其内部热运动的存在，会向四周辐射电磁波，其中包括波段位于
0.75～100μm的红外线。

红外测温仪就是利用这一原理制作而
成的。

温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数。

在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。

传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，需要与被测物质进行充分的热交换，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。

目前，红外温度仪因具有使用方便、反应速度快、灵敏度高、测温范围广、可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。

表1常用测温方法对比
精度（%）测温方法温度传感器测温范围（°C）
接触式热电偶 -200～1800
热电阻 -50～300
非接触式红外测温 -35～2000
其它示温材料 -50～3300
红外测温仪的工作原理及特点
1.1黑体辐射与红外测温原理
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。

物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与其表面温度有着密切的关系。

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，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体辐射定律是以波长表示的黑体光谱辐射度，是一切红外辐射理论的出发点。

由于黑体的光谱辐射功率与绝对温度之间满足普朗克定理，因此可以通过测量黑体的辐射出射度来确定其表面温度。

红外测温仪具有使用方便、反应速度快、灵敏度高、测温范围广、可实现在线非接触连续测量等众多优点。

作为一种常用的测温技术，红外测温显示出较明显的优势。

根据式(1)，单位面积上黑体的辐射功率可以表示为
Pb(λΤ)，其中λ为波长，Τ为绝对温度。

根据这个关系，可以
得到图1中黑体辐射的光谱分析。

从图1中可以看出，随着温度的升高，物体的辐射能量越强。

这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。

同时，随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动(向左)，并满足维恩位移定理T*λm= 2897.8 μm*K，峰值处的波长λm与绝对温度Τ成反比，虚线
为λm处峰值连线。

这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工
作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。

另外，辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵敏度高)，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作
在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。

根据XXX—玻耳兹曼定理，黑体的辐出度Pb(Τ)与温度Τ的四次方成正比，即Pb(T)=σT4.式(2)中黑体的热辐射定律正
是红外测温技术的理论基础。

如果在条件相同情况下，物体在同一波长范围内辐射的功率总是小于黑体的功率，即物体的单色辐出度Pb(Τ)小于黑体的单色黑度ε(λ)，即实际物体接近黑
体的程度。

考虑到物体的单色黑度ε(λ)是不随波长变化的常数，即ε(λ)=ε，称此物体为灰体。

它是随不同物质而值不同，即使
是同一种物质因其结构不同值也不同，只有黑体ε=1，而一般
灰体0<ε<1.由式(2)可得，P(T)=εPb(T)，P(T)=εσT4.所测物体
的温度可以表示为T=P(T)/(εσ)^(1/4)。

式(4)正是物体的热辐射
测温的数学描述。

综上，红外测温技术利用物体的热辐射特性来测量其温度。

根据黑体辐射定律和灰体理论，可以得到物体的热辐射测温的数学描述。

在实际应用中，根据物体的特性选择合适的波长范围和工作方式，可以提高测温仪的灵敏度和抗干扰性。

不确定性：被测物体的发射率是影响测温精度的最主要因素之一。

由于不同物体的表面材质、形状、表面状态等不同，其发射率也不同，因此需要根据被测物体的特性进行校正。

2、环境温度影响：环境温度的变化也会影响红外测温的
精度，因为环境温度的变化会影响探测器的温度稳定性，从而影响测量结果。

3、目标尺寸影响：目标的尺寸也会影响测温的精度，因
为探测器只能测量一个局部区域的温度，如果目标尺寸太小，则可能无法准确测量其表面温度。

4、距离影响：红外测温的精度还受到测量距离的影响，
如果距离太远或太近，则可能会影响测量结果。

5、仪器本身误差：红外测温仪本身也存在着一定的误差，包括探测器的灵敏度、放大器的增益、信号处理电路的精度等。

为了提高红外测温的精度，需要对以上因素进行校正和控制。

同时，还需要选择合适的红外测温仪，根据不同的应用场合和被测物体的特性选择合适的测量范围、精度和响应速度等参数。

XXX relative to a black body。

It is influenced by the material。

shape。

surface roughness。

and n of the object。

nality
is more sensitive when the object has a smooth surface。

The n
XXX(1) XXX
XXX。

XXX (ε) of an object's surface is equal to XXX (α)。

ε=α。

Under thermal equilibrium ns。

the object's n power is equal to its n power。

i.e。

the sum of its absorptivity (α)。

reflectivity (ρ)。

and transmissivity (γ) equals 1.i.e。

α+ρ+γ=1.Figure 4
explains this law。

For opaque (or certain thickness) objects。

transmissivity XXX γ=0.XXX (α+ρ=1) exist。

The higher the object's n rate。

the lower its reflectivity。

and the smaller the impact of background and n。

XXX。

the higher the background temperature or reflectivity。

the greater the impact on the measurement。

Therefore。

in practical testing。

n must be paid to the corresponding n rate of different objects and infrared thermometers。

and the setting of the n rate should be as accurate as possible to ce temperature measurement errors.
Figure 4 Infrared n of the target
2) Testing angle
XXX rate is related to the testing n。

and the larger the testing angle。

the greater the testing error。

This point is XXX。

Generally。

the testing angle should be within 30°C and should not exceed 45°C。

If testing must be carried out at an angle greater than 45°C。

the n rate XXX objects need to be judged and analyzed。

the testing angle must be the same to be more comparable.
3) Distance coefficient
The distance coefficient (K=S:D) is the。

of the distance S from the thermometer to the target and the diameter D of the target。

It has a XXX。

The larger the K value。

the higher the n。

Therefore。

if the XXX from the target due to environmental ns
but must measure a small target。

a thermometer with high optical
n should be selected to ce measurement errors。

In actual use。

many people overlook the optical n of the XXX of the size of the target point diameter。

they simply aim the XXX target for testing。

In fact。

they ignore the requirement of XXX's S:D value。

and the temperature measured in this way will have a certain error。

For example。

for a 2.
Table 2 Requirements for S value for different target sizes D (mm)
Target size D (mm)
Measurement distance S (mm)
15
120
50
400
100
800
200
1600
4) Target size
XXX by the size of the target and the thermometer's field of view。

When using an XXX temperature measurement。

only the average value of the determined area on the surface of the target can be measured。

Generally。

there are three ns during testing: 红外测温是一种非接触式的测温方法，可以测量物体表面的温度。

但在测量过程中需要考虑到大气吸收的影响。

大气吸收会导致红外线辐射能量的衰减和转化，因此在室外或有水蒸气的室内环境中进行测量时，需要注意环境的清晰度和湿度。

全辐射测温法、亮度测温法、双波段测温法和多波段测温法是常用的红外测温方法，它们都是基于普朗克定律来描述的。

其中，全辐射测温法可以测量整个光谱范围的物体总辐射功率，适用于温度较低的物体；亮度测温法适用于高温物体的测量；双波段测温法适用于测量发射率变化或未知的物体，并且只适用于高温物体；多波段测温法可以通过计算多个波段的辐射功率之间的关系来确定物体的温度。

最大波长测温法则是通过测量物体辐射功率最大的波长来确定物体的温度。

5.在建筑行业中，红外测温仪可用于检测建筑物墙壁、楼面和房顶的热分布，以确定其绝热性能、裂缝和缺陷的位置。

此外，它还可以用于管理工厂和建筑物的能耗。

6.在农业领域，红外测温仪可用于测量土壤和植物表面的温度，监测粮食和种子烘干过程中的温度，以及烟叶、茶叶等农副产品的加工过程中的温度。

此外，它还可以用于监测中草药的烘干和制药过程中的温度。

8.在科学研究方面，由于红外测温仪具有突出的优点，因此在特殊的实验条件下需要提供温度测量手段时，它的应用范围非常广泛。

总之，红外测温仪的应用范围非常广泛，不一一列举。

可以看出，它对工业和农业的发展具有重要作用。

结语：红外测温仪是一种非常有用的工具，它可以在许多领域中发挥作用。

在建筑、农业和科学研究等领域，它都具有重要的应用价值。