红外线测温仪器的种类和工作原理

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红外线测温仪器的种类和工作原理

1、红外测温仪器的种类

红外测温仪有三种类型：红外热像仪、红外热电视和红外测温仪（点式温度计）。20世纪60年代，中国成功研制出第一台红外温度计。自20世纪80年代初以来，我们先后生产了适合电气生产特点的小目标、远距离测温仪器，如西光irt-1200d、hcw iii、hcw-v等；Yhcw-9400型；Whd4015（双瞄准，目标d40mm，高达15m），wfhx330（光学瞄准，目标d50mm，高达30m）。美国生产的Pm-20、30、40、50和has-201温度计；瑞典AGA公司tpt20、30、40和50也被广泛使用。Dl-500e适用于110~500kV变电站设备，图像清晰，温度准确。红外热像仪主要包括日本的tvs-2000和tvs-100、美国的pm-250和瑞典的aga thv 510、550和570。国产红外热像仪已在昆明研制成功，并实现了定位。 2、红外测温仪工作原理

了解红外温度计的工作原理、技术指标、环境工作条件、操作和维护是用户正确选择和使用红外温度计的基础。光学系统在其视野内收集目标的红外辐射能量。视场的大小由光学部件和温度计的位置决定。红外能量集中在光电探测器上，并转化为相应的电信号。信号经放大器和信号处理电路根据仪器内部算法和目标发射率进行校正后，转化为被测目标的温度值。此外，还应考虑目标和温度计的环境条件（如温度、大气、污染和干扰）对性能指标和校正方法的影响。

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。

黑体辐射定律：黑体是一个理想的辐射器，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透射，其表面发射率为1。需要指出的是，自然界中不存在真正的黑体，但为了阐明和获得红外辐射的分布规律，必须在理论研究中选择合适的模型。这是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，它推导出了黑体辐射的普朗克定律，即黑体的光谱辐射以波长表示，这是所有红外辐射理论的起点，因此被称为黑体辐射定律。

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。

影响发射率的主要因素有：材料类型、表面粗糙度、物理化学结构和材料厚度。


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。

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