红外测温仪的工作原理

2024-06-13 18:32

1. 红外测温仪的工作原理

  红外线测温仪是利用波长在0.76~100μm之间的红外线,对物体进行扫描成像,来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等,因此,红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目,包括在日常生活中,甚至在医学领域中,都是充当着一个重要的角色,为我们检测出许许多多存在却看不见的问题,但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。



  红外测温的理论原理
  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定他的反射系数为1,其他的物质反射系数小于1,称为灰体,由于黑体的光谱辐射功率P(λT)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下,波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λT)。根据这个关系可以得到相应的的关系曲线,即可的出:




  (1)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。
  (2)随着温度升高,辐射峰值向短波方向移动(向左),并且满足维恩位移定理 ,峰值处的波长 与绝对温度T成反比,虚线为 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。



  (3)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。
    红外线测温仪的原理
  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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。



  这是小编总结的红外线测温仪的原理,大家是否清楚知道了?就是测量温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出的红外线。它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率,节约时间,提高设备和系统的可用率。红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了,甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域。

红外测温仪的工作原理

2. 红外测温仪的工作原理

  红外线测温仪是利用波长在0.76~100μm之间的红外线,对物体进行扫描成像,来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等,因此,红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目,包括在日常生活中,甚至在医学领域中,都是充当着一个重要的角色,为我们检测出许许多多存在却看不见的问题,但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。



  红外测温的理论原理
  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定他的反射系数为1,其他的物质反射系数小于1,称为灰体,由于黑体的光谱辐射功率P(λT)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下,波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λT)。根据这个关系可以得到相应的的关系曲线,即可的出:




  (1)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。
  (2)随着温度升高,辐射峰值向短波方向移动(向左),并且满足维恩位移定理 ,峰值处的波长 与绝对温度T成反比,虚线为 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。



  (3)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。
    红外线测温仪的原理
  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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。



  这是小编总结的红外线测温仪的原理,大家是否清楚知道了?就是测量温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出的红外线。它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率,节约时间,提高设备和系统的可用率。红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了,甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域。

3. 红外线测温仪的工作原理是什么?

红外线测温仪的工作原理,它测得的体温准确吗?

红外线测温仪的工作原理是什么?

4. 红外线测温仪的工作原理?

  红外线测温仪是利用波长在0.76~100μm之间的红外线,对物体进行扫描成像,来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等,因此,红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目,包括在日常生活中,甚至在医学领域中,都是充当着一个重要的角色,为我们检测出许许多多存在却看不见的问题,但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。



  红外测温的理论原理
  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定他的反射系数为1,其他的物质反射系数小于1,称为灰体,由于黑体的光谱辐射功率P(λT)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下,波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λT)。根据这个关系可以得到相应的的关系曲线,即可的出:




  (1)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。
  (2)随着温度升高,辐射峰值向短波方向移动(向左),并且满足维恩位移定理 ,峰值处的波长 与绝对温度T成反比,虚线为 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。



  (3)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。
    红外线测温仪的原理
  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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。



  这是小编总结的红外线测温仪的原理,大家是否清楚知道了?就是测量温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出的红外线。它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率,节约时间,提高设备和系统的可用率。红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了,甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域。

5. 红外测温仪的工作原理是什么?

了解组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为了帮助用户正确地选择和使用红外测温仪。
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。物体的红外辐射特性一辐射能量的大小及其按波长的分布一与它的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,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

1. 黑体辐射定律:
黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为1。应该指出,自然界中并不存在真正的黑体,但是为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律。

2. 物体发射率对辐射测温的影响:
自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。

3. 影响发射率的主要因素在:
材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例:双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

4. 红外系统:
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。光学系统汇聚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及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器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,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

八、选择红外测温仪可分为几个方面
性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等,也对测温仪的选择产生一定的影响。随着技术和不断发展,红外测温仪最佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器,扩大了选择余地。

1. 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HT305红外测温仪产品覆盖范围为-50℃~1050℃,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。

2. 确定目标尺寸:
红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。
对于HT305红外测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,没有充满现场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡对辐射能量有衰减时,都不会对测量结果产生影响。甚至在能量衰减了95%的情况下,仍能保证要求的测温精度。对于目标细小,又处于运动或振动之中的目标;有时在视场内运动,或可能部分移出视场的目标,在此条件下,使用双色测温仪是最佳选择。如果测温仪和目标之间不可能直接瞄准,测量通道弯曲、狭小、受阻等情况下,双色光纤测温仪是最佳选择。这是由于其直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量,因此可以测量难以接近、条件恶劣或靠近电磁场的目标。

3. 确定光学分辨率(距离及灵敏)
光学分辨率由D与S之比确定,是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。

4. 确定波长范围:
目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.18-1.0μm波长。其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。由于有些材料在一定波长是透明的,红外能量会穿透这些材料,对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用10μm、2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测量玻璃内部温度选用5.0μm波长;测低区区选用8-14μm波长为宜;再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长,聚醋类选用4.3μm或7.9μm波长。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长;又如测火焰中的C02用窄带4.24-4.3μm波长,测火焰中的C0用窄带4.64μm波长,测量火焰中的N02用4.47μm波长。

5. 确定响应时间:
响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度,定义为到达最后读数的95%能量所需要时间,它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。华天电力HT305红外测温仪响应时间为250ms。这要比接触式测温方法,快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外测温仪,否则达不到足够的信号响应,会降低测量精度。然而,并不是所有应用都要求快速响应的红外测温仪。对于静止的或目标热过程存在热惯性时,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。因此,红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。

6. 信号处理功能:
测量离散过程(如零件生产)和连续过程不同,要求红外测温仪有信号处理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如测温传送带上的玻璃时,就要用峰值保持,其温度的输出信号传送至控制器内。

7. 环境条件考虑:
测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响,应加以考虑、并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪,实现准确测温。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务,以降低安装成本。当烟雾、灰尘或其他颗粒降低测量能量信号,双色测温仪是最佳选择。在噪声、电磁场、震动或难以接近环境条件下,或其他恶劣条件下,HT305红外测温仪是最佳选择。
在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱),测温仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察,因此要选择合适的安装位置和窗口材料,避免相互影响。在低温测量应用中,通常用Ge或Si材料作为窗口,不透可见光,人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标,应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。

8. 操作简单,使用方便:
红外测温仪应该是直观的,操作简单,易于被操作人员使用,其中便携式红外测温仪是一种集测温和显示输出为一体的小型、轻便、由人携带进行测温的仪器,在显示面板上可显示温度和输出各种温度信息,有的可通过遥控或通过计算机软件程序操作。
在环境条件恶劣复杂的情况下,可以选择测温头和显示器分开的系统,以便于安装和配置。可选择与现行控制设备相匹配的信号输出形式。

9. 红外辐射测温仪的标定:
红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差,则需退回厂家或维修中心重新标定。
回复者:华天电力

红外测温仪的工作原理是什么?

6. 红外线测温仪原理介绍

  红外线测温仪是利用波长在0.76~100μm之间的红外线,对物体进行扫描成像,来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等,因此,红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目,包括在日常生活中,甚至在医学领域中,都是充当着一个重要的角色,为我们检测出许许多多存在却看不见的问题,但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。



  红外测温的理论原理
  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定他的反射系数为1,其他的物质反射系数小于1,称为灰体,由于黑体的光谱辐射功率P(λT)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下,波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λT)。根据这个关系可以得到相应的的关系曲线,即可的出:




  (1)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。
  (2)随着温度升高,辐射峰值向短波方向移动(向左),并且满足维恩位移定理 ,峰值处的波长 与绝对温度T成反比,虚线为 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。



  (3)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。
    红外线测温仪的原理
  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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。



  这是小编总结的红外线测温仪的原理,大家是否清楚知道了?就是测量温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出的红外线。它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率,节约时间,提高设备和系统的可用率。红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了,甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域。

7. 红外温度计的红外测温仪的原理

在自然界中,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 —— 与它的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,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。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。光学系统汇聚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及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器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,并按照仪器内疗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。

红外温度计的红外测温仪的原理

8. 人体红外测温仪的工作原理

通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像,可以观察到被测目标的整体温度分布状况,研究目标的发热情况,为工作和研究提供判断依据。我们常用的热像仪属于被动热像测试,很安全。红外线根据大气窗口,分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外。长波红外可以透过空气观测,不能透过墙壁和玻璃观测,并且具有全天候成像、非接触测温、透烟雾观测的优势。
如果想要了解更多红外热像仪相关的原理、产品和案例介绍,或者想要工程师免费上门演示,可以找上海热像科技股份有限公司,旗下品牌“FOTRIC   飞础科”。
FOTRIC十年专注于红外热成像专业测温领域并持续创新,手持式、在线式、体温筛查型等产品线一应俱全,100+丰富产品型号供选择,具有1000+各种细分行业的丰富应用案例。
该公司是一家高新技术企业,总部位于中国上海,同时在北京、无锡、南京、济南、西安设有办事处,在北美、欧洲、韩国、新加坡、澳大利亚等三十多个国家和地区设有分销商,已通过了国际ISO:9001质量体系认证、美国FCC认证、欧洲CE认证。同时公司致力于热像技术的智能化创新,产品被广泛应用在电力、工业、钢铁、石化、电子、科研等行业,得到国家电网、中石化、宝钢、华能、华电、上汽等10000+工业客户的认可,实力厂家值得信赖。
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