紅(hóng)外測溫(wēn)技術在(zài)產品(pǐn)質量控(kòng)製(zhì)和監測，設備(bèi)在(zài)綫(xiàn)故障診斷，**保(bǎo)護(hù)以及節(jié)約能源等方(fāng)麵發揮了正(zhèng)在發揮著重要作用。近二(èr)十年來，非(fēi)接(jiē)觸紅(hóng)外測(cè)溫儀在技術(shù)上(shàng)得(dé)到迅速發展，性(xìng)能不(bù)斷(duàn)提(tí)高，適用範(fàn)圍也不斷擴大，市場(cháng)占(zhān)有(yǒu)率(shuài)逐年增長(cháng)。比起接(jiē)觸(chù)式測(cè)溫(wēn)方(fāng)法(fǎ)，紅(hóng)外測(cè)溫(wēn)有(yǒu)著(zhuó)響應(yīng)時間快，非接觸(chù)，使(shǐ)用**及(jí)使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命長等優(yōu)點。
紅(hóng)外(wài)測(cè)溫(wēn)儀(yí)工作(zuò)原理(lǐ)
了(liǎo)解(jiě)紅(hóng)外測(cè)溫儀(yí)的工作原理，技術指標，環境工作(zuò)條件及操作和維(wéi)修(xiū)等是(shì)為了(liǎo)幫(bāng)助用戶正確地選擇(zé)和使(shǐ)用紅(hóng)外測溫儀。
一(yī)切(qiē)溫(wēn)度(dù)高(gāo)於**零度(dù)的物(wù)體(tǐ)都在不停地(dì)向周(zhōu)圍空(kōng)間發出(chū)紅外輻射(shè)能量。物體的紅(hóng)外(wài)輻射(shè)特性——輻射(shè)能量的大小(xiǎo)及其按波(bō)長(cháng)的分(fēn)布(bù)——與(yǔ)它的(dí)表麵溫度有著(zhuó)十分(fēn)密(mì)切的關(guān)係。因(yīn)此(cǐ)，通(tōng)過對物體(tǐ)自(zì)身輻射的紅(hóng)外能(néng)量的測量(liáng)，便(biàn)能準確(què)地(dì)測定(dìng)它的表麵溫(wēn)度，這就(jiù)是紅外(wài)輻(fú)射測(cè)溫所(suǒ)依據的(dí)客觀基(jī)礎。
黑體輻射定律(lǜ)：黑體是(shì)一種(zhǒng)理(lǐ)想化的(dí)輻(fú)射(shè)體，它(tā)吸收(shōu)所有(yǒu)波長的輻(fú)射(shè)能量(liáng)，沒有能量的(dí)反射和透(tòu)過(guò)，其(qí)表(biǎo)麵(miàn)的發(fā)射(shè)率為1。應該指出(chū)，自(zì)然(rán)界中並不存在真正(zhèng)的黑體，但是為了弄(nòng)清(qīng)和(hé)獲得(dé)紅外輻(fú)射分(fēn)布(bù)規律(lǜ)，在理論研(yán)究(jiū)中必須選(xuǎn)擇合適的(dí)模型，這就是(shì)普朗(lǎng)克(kè)提(tí)出的(dí)體(tǐ)腔輻射(shè)的(dí)量子化振子(zǐ)模型，從(cóng)而(ér)導出(chū)了(liǎo)普朗克(kè)黑體(tǐ)輻(fú)射的定律，即(jí)以(yǐ)波長表(biǎo)示的黑體光(guāng)譜輻射(shè)度(dù)，這是一切紅(hóng)外(wài)輻(fú)射理論的(dí)出發點，故(gù)稱黑體輻射定律(lǜ)。
物體(tǐ)發射(shè)率對輻(fú)射測溫的影響：自(zì)然界中(zhōng)存(cún)在的(dí)實際物體，幾乎都(dū)不是黑體(tǐ)。所(suǒ)有(yǒu)實(shí)際物(wù)體的輻(fú)射量除依賴於輻(fú)射波(bō)長(cháng)及物體(tǐ)的溫(wēn)度(dù)之外(wài)，還(huán)與(yǔ)構成(chéng)物體的(dí)材料種(zhǒng)類，製備(bèi)方法，熱(rè)過(guò)程(chéng)以(yǐ)及表麵狀態和(hé)環境條(tiáo)件(jiàn)等因素有關(guān)。因(yīn)此(cǐ)，為使(shǐ)黑體輻射定律(lǜ)適用(yòng)於所(suǒ)有(yǒu)實(shí)際物體，必須引入一(yī)個(gè)與(yǔ)材料性(xìng)質及表麵狀(zhuàng)態(tài)有(yǒu)關的比例(lì)係(xì)數，即發(fā)射率。該係數表(biǎo)示實際物(wù)體(tǐ)的熱(rè)輻射與(yǔ)黑體(tǐ)輻射的接(jiē)近程度，其(qí)值(zhí)在零(líng)和小(xiǎo)於1的數(shù)值(zhí)之(zhī)間(jiān)。根(gēn)據(jù)輻射定律，隻(zhī)要知道(dào)了材料(liào)的發射率(shuài)，就(jiù)知道了(liǎo)任(rèn)何物體的紅外輻(fú)射特(tè)性。
影響發射率的主要因紗(shā)在：材料(liào)種(zhǒng)類，表(biǎo)麵(miàn)粗(cū)糙度，理(lǐ)化結構(gòu)和材料(liào)厚(hòu)度等(děng)。
當(dāng)用紅(hóng)外輻射(shè)測(cè)溫儀(yí)測(cè)量目標的溫(wēn)度(dù)時(shí)首先要測(cè)量出目標在(zài)其波段範圍內(nèi)的(dí)紅外輻射(shè)量，然(rán)後(hòu)由(yóu)測(cè)溫(wēn)儀計算出被(bèi)測目(mù)標(biāo)的(dí)溫度。單(dān)色(sè)測溫儀(yí)與波段內的(dí)輻射量成(chéng)比例；雙(shuāng)色測(cè)溫(wēn)儀(yí)與兩個(gè)波段(duàn)的輻射量之(zhī)比成比例。
紅(hóng)外係(xì)統：紅(hóng)外(wài)測溫(wēn)儀(yí)由(yóu)光(guāng)學係統，光電(diàn)探測器(qì)，信號(hào)放(fàng)大器及信號(hào)處(chǔ)理，顯(xiǎn)示(shì)輸出(chū)等(děng)部分組成。光(guāng)學係統匯聚其視(shì)場內的(dí)目(mù)標紅外輻射能(néng)量(liáng)，視(shì)場(cháng)的大(dà)小(xiǎo)由(yóu)測(cè)溫儀的(dí)光學(xué)零件(jiàn)及(jí)其位置確定。紅(hóng)外能(néng)量聚(jù)焦在光電探測器上(shàng)並轉變(biàn)為(wéi)相(xiāng)應(yīng)的(dí)電(diàn)信號。該信(xìn)號(hào)經(jīng)過放大(dà)器(qì)和(hé)信號(hào)處(chǔ)理電(diàn)路，並按照(zhào)儀器內療的算法(fǎ)和(hé)目(mù)標發(fā)射率(shuài)校(xiào)正後轉變(biàn)為(wéi)被測目標的(dí)溫(wēn)度(dù)值(zhí)。
選(xuǎn)擇(zé)紅外測(cè)溫(wēn)儀可(kě)分為(wéi)三個方(fāng)麵：性能指標(biāo)方麵，如溫度(dù)範(fàn)圍(wéi)，光(guāng)斑(bān)尺(chǐ)寸(cùn)，工(gōng)作波(bō)長(cháng)，測(cè)量(liáng)精度(dù)，響(xiǎng)應時間(jiān)等(děng)；環境和工作條(tiáo)件(jiàn)方麵，如(rú)環(huán)境(jìng)溫度，窗口(kǒu)，顯示(shì)和輸(shū)出(chū)，保護(hù)附件等(děng)；其(qí)他(tā)選(xuǎn)擇(zé)方(fāng)麵(miàn)，如(rú)使(shǐ)用方便，維(wéi)修(xiū)和校(xiào)準性(xìng)能(néng)以及(jí)價格(gé)等，也對測(cè)溫儀(yí)的(dí)選(xuǎn)擇(zé)產生一定的影(yǐng)響。隨(suí)著技術(shù)和(hé)不斷(duàn)發(fā)展，紅外測溫(wēn)儀(yí)*佳(jiā)設計和新進展(zhǎn)為(wéi)用戶提(tí)供了各種(zhǒng)功(gōng)能和(hé)多用(yòng)途(tú)的(dí)儀器，擴大了(liǎo)選(xuǎn)擇(zé)餘地(dì)。
確定測溫範圍(wéi)：測溫範(fàn)圍(wéi)是測溫儀*重(zhòng)要(yào)的一個(gè)性能指(zhǐ)標(biāo)。如(rú)香港CEM品(pǐn)牌產(chǎn)品覆蓋範圍為(wéi)-50℃-+2200℃，但這不(bù)能(néng)由一(yī)種(zhǒng)型號的(dí)紅外測溫(wēn)儀來(lái)完成。每種(zhǒng)型號的測溫(wēn)儀都(dū)有自己特定的(dí)測(cè)溫範圍(wéi)。因此，用(yòng)戶(hù)的被(bèi)測(cè)溫度(dù)範(fàn)圍(wéi)一定(dìng)要考(kǎo)慮準確，周全(quán)，既不要過窄(zhǎi)，也不要過寬。根(gēn)據黑(hēi)體(tǐ)輻(fú)射定律，在(zài)光(guāng)譜(pǔ)的短波(bō)段(duàn)由溫度(dù)引(yǐn)起的輻射(shè)能量的(dí)變(biàn)化(huà)將(jiāng)超過(guò)由(yóu)發射(shè)率誤差(chà)所引起(qǐ)的輻射(shè)能量(liáng)的變化，因此，測溫時應(yīng)盡量(liáng)選用短波(bō)較好(hǎo)。
確定目標(biāo)尺寸：紅外(wài)測溫儀(yí)根據原理可分(fēn)為(wéi)單色(sè)測(cè)溫儀和(hé)雙色測溫(wēn)儀(yí)（輻(fú)射比(bǐ)色測溫儀(yí)）。對於單色(sè)測溫儀(yí)，在(zài)進行(háng)測溫時，被測目(mù)標麵(miàn)積應(yīng)充(chōng)滿測溫儀視(shì)場(cháng)。建(jiàn)議(yì)被測目標尺寸(cùn)超過視場(cháng)大小的50%為好。如果目(mù)標尺寸小於視(shì)場，背(bèi)景(jǐng)輻射(shè)能(néng)量(liáng)就(jiù)會進入(rù)測(cè)溫儀的視(shì)聲符(fú)支(zhī)幹擾(rǎo)測溫(wēn)讀(dú)數(shù)，造成誤差。相反(fǎn)，如(rú)果(guǒ)目標大(dà)於測(cè)溫儀的視(shì)場，測溫(wēn)儀就不(bù)會受到測量區域(yù)外(wài)麵的(dí)背(bèi)景(jǐng)影響。
確定(dìng)光(guāng)學(xué)分(fēn)辨率（距(jù)離係靈敏(mǐn)）
光(guāng)學分辨率由D與S之(zhī)比(bǐ)確定(dìng)，是測溫儀(yí)到目標(biāo)之(zhī)間的(dí)距離(lí)D與測(cè)量光斑直徑(jìng)S之(zhī)比。如(rú)果(guǒ)測(cè)溫儀由(yóu)於環境條件限製必(bì)須安裝(zhuāng)在遠離目標之處(chǔ)，而(ér)又要(yào)測量小(xiǎo)的目(mù)標，就(jiù)應(yīng)選(xuǎn)擇高(gāo)光學(xué)分辨(biàn)率的(dí)測溫儀(yí)。光學分(fēn)辨(biàn)率(shuài)越(yuè)高，即增大D：S比值(zhí)，測溫(wēn)儀的成(chéng)本(běn)也越(yuè)高。
確(què)定波長範(fàn)圍：目(mù)標材料的發射率和表麵(miàn)特(tè)性決定(dìng)測溫(wēn)儀的光譜響(xiǎng)應或波長(cháng)。對(duì)於高反射率合(hé)金材(cái)料，有低的或(huò)變(biàn)化(huà)的發(fā)射率。在(zài)高溫(wēn)區(qū)，測量金屬材(cái)料的*佳(jiā)波(bō)長是(shì)近紅(hóng)外(wài)，可(kě)選(xuǎn)用0.18-1.0μm波長(cháng)。其(qí)他溫區(qū)可選用1.6μm，2.2μm和3.9μm波長(cháng)。由(yóu)於(yú)有些(xiē)材料在(zài)一定波長(cháng)是透(tòu)明的(dí)，紅(hóng)外(wài)能量(liáng)會穿透這(zhè)些(xiē)材(cái)料(liào)，對這(zhè)種(zhǒng)材(cái)料(liào)應(yīng)選擇(zé)特殊(shū)的(dí)波長。如測(cè)量玻(bō)璃(lí)內部溫度選(xuǎn)用1.0μm，2.2μm和3.9μm（被測(cè)玻璃要很(hěn)厚，否則(zé)會透(tòu)過）波長；測(cè)量(liáng)玻璃內(nèi)部(bù)溫(wēn)度選(xuǎn)用(yòng)5.0μm波長；測低(dī)區區(qū)選(xuǎn)用8-14μm波長為宜(yí)；再(zài)如測量聚(jù)乙烯塑料薄膜選用(yòng)3.43μm波長(cháng)，聚(jù)酯(zhǐ)類(lèi)選用4.3μm或(huò)7.9μm波長。厚度(dù)超過(guò)0.4mm選用8-14μm波(bō)長；又(yòu)如(rú)測(cè)火焰(yàn)中的(dí)CO2用(yòng)窄帶4.24-4.3μm波(bō)長(cháng)，測火焰中的CO用(yòng)窄(zhǎi)帶(dài)4.64μm波長，測(cè)量(liáng)火焰中(zhōng)的(dí)NO2用(yòng)4.47μm波(bō)長。
確定響(xiǎng)應時間(jiān)：響應(yīng)時間表示(shì)紅(hóng)外(wài)測溫(wēn)儀(yí)對(duì)被(bèi)測溫度變化(huà)的反應速度(dù)，定(dìng)義(yì)為到達*後讀(dú)數的95%能(néng)量(liáng)所需要時(shí)間(jiān)，它(tā)與光電探測(cè)器，信號處(chǔ)理(lǐ)電路及顯示係統(tǒng)的時(shí)間(jiān)常數有關(guān)。如果(guǒ)目標的(dí)運(yùn)動速(sù)度(dù)很(hěn)快(kuài)或測量快(kuài)速加熱的(dí)目標時，要選(xuǎn)用(yòng)快速響應紅(hóng)外(wài)測溫儀，否則(zé)達不到(dào)足夠的信號響應(yīng)，會降(jiàng)低(dī)測量精度。然而(ér)，並不(bù)是所(suǒ)有應(yīng)用(yòng)都(dū)要求(qiú)快(kuài)速響(xiǎng)應的紅外測(cè)溫儀。對於靜止的(dí)或目(mù)標熱過(guò)程(chéng)存在熱慣(guàn)性(xìng)時，測(cè)溫儀的響應時間就可(kě)以(yǐ)放寬(kuān)要(yào)求了。因(yīn)此(cǐ)，紅外(wài)測(cè)溫(wēn)儀響(xiǎng)應(yīng)時(shí)間(jiān)的(dí)選擇(zé)要和被(bèi)測(cè)目標的情況(kuàng)相適(shì)應。
信(xìn)號處(chǔ)理功能(néng)：測量離(lí)散(sàn)過程（如零件生產）和(hé)連續(xù)過(guò)程不(bù)同，要求紅外(wài)測(cè)溫儀有信(xìn)號處(chǔ)理功(gōng)能(néng)（如(rú)峰(fēng)值(zhí)保(bǎo)持，穀值保持，平(píng)均(jūn)值）。如(rú)測溫(wēn)傳送帶上的玻(bō)璃時，就要(yào)用(yòng)峰(fēng)值保持，其溫度的(dí)輸出信號傳(chuán)送(sòng)至控製器(qì)內。
環(huán)境條件(jiàn)考(kǎo)慮：測(cè)溫儀所處(chǔ)的(dí)環境(jìng)條(tiáo)件對(duì)測量結果有很大(dà)影響(xiǎng)，應加以(yǐ)考慮並適(shì)當解決(jué)，否(fǒu)則(zé)會影響(xiǎng)測溫(wēn)精度(dù)甚至引起測溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫(wēn)度過高，存(cún)在灰(huī)塵，煙霧和蒸汽的條(tiáo)件(jiàn)下(xià)，可選用廠商(shāng)提供(gōng)的保護套，水(shuǐ)冷卻，空氣(qì)冷(lěng)卻係(xì)統，空(kōng)氣(qì)吹(chuī)掃器(qì)等附件。這(zhè)些(xiē)附件(jiàn)可有效(xiào)地(dì)解決環境影(yǐng)響(xiǎng)並(bìng)保(bǎo)護(hù)測溫儀，實(shí)現(xiàn)準確測(cè)溫。在確定(dìng)附(fù)件(jiàn)時(shí)，應(yīng)盡可(kě)能要求(qiú)標準(zhǔn)化(huà)服(fú)務，以降低(dī)安(ān)裝成(chéng)本(běn)。當煙霧，灰(huī)塵或其(qí)他顆(kē)粒降(jiàng)低(dī)測(cè)量能量信呈悍，雙色測溫儀是(shì)*佳選擇。在(zài)噪(zào)聲，電磁(cí)場(cháng)，震(zhèn)動(dòng)或難(nán)以接(jiē)近環(huán)境條件(jiàn)下(xià)，或其他(tā)惡劣條件下，光纖(xiān)雙色(sè)測溫儀(yí)是*佳選(xuǎn)擇(zé)。
在密封(fēng)的或危險的材料(liào)應用中(zhōng)（如容(róng)器或真(zhēn)空箱），測溫儀通過窗(chuāng)口進行(háng)觀(guān)測(cè)。材料必(bì)須(xū)有足(zú)夠的強(qiáng)度並能通過所(suǒ)用(yòng)測(cè)溫儀的工(gōng)作(zuò)波長範圍。還要確定操作(zuò)工(gōng)是(shì)否也需要(yào)通(tōng)過窗(chuāng)口進行觀(guān)察，因此要選擇合適(shì)的(dí)安裝位(wèi)置和窗口材料(liào)，避免相互(hù)影(yǐng)響(xiǎng)。在(zài)低溫測(cè)量應(yīng)用(yòng)中，通常(cháng)用(yòng)Ge或Si材(cái)料(liào)作為(wéi)窗(chuāng)口(kǒu)，不(bù)透(tòu)可見光(guāng)，人眼(yǎn)不能通過窗(chuāng)口(kǒu)觀察(chá)目標(biāo)。如(rú)操作員(yuán)需要通過窗(chuāng)口目(mù)標，應采用(yòng)既(jì)透紅(hóng)外輻(fú)射又透過可見(jiàn)光的光(guāng)學(xué)材(cái)料(liào)，如應采(cǎi)用(yòng)既(jì)透紅(hóng)外輻射(shè)又(yòu)透(tòu)過可見光的(dí)光學材料，如ZnSe或BaF2等(děng)作(zuò)為窗口材料(liào)。
操(cāo)作(zuò)簡(jiǎn)單(dān)，使用(yòng)方(fāng)便：紅外測溫(wēn)儀應(yīng)該是直(zhí)觀的，操(cāo)作簡單，易於**作(zuò)人員(yuán)使(shǐ)用，其(qí)中(zhōng)便攜式紅外測(cè)溫儀(yí)是(shì)一種(zhǒng)集測(cè)溫和顯示輸出為(wéi)一(yī)體的(dí)小型，輕便，由人攜(xié)帶(dài)進(jìn)行測溫(wēn)的儀(yí)器，在(zài)顯(xiǎn)示(shì)麵(miàn)板(bǎn)上可(kě)顯(xiǎn)示(shì)溫(wēn)度和(hé)輸出各種(zhǒng)溫(wēn)度(dù)信(xìn)息，有的(dí)可(kě)通過(guò)遙控(kòng)或通過計算(suàn)機軟件(jiàn)程序操(cāo)作(zuò)。
在(zài)環境條件(jiàn)惡劣復(fù)雜的情況(kuàng)下，可以(yǐ)選擇測溫(wēn)頭(tóu)和(hé)顯(xiǎn)示(shì)器分開的係(xì)統，以便於安(ān)裝和(hé)配(pèi)置(zhì)。可(kě)選擇與(yǔ)現(xiàn)行控(kòng)製(zhì)設備相(xiāng)匹配(pèi)的(dí)信號(hào)輸出(chū)形(xíng)式。