紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器、信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統將目標的紅外輻射能量集中在其視場內,視場的大小由溫度計的光學部件及其位置決定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉換成相應的電信號。信號經過放大器和信號處理電路,根據儀器內部治療算法和目標發射率校正后,轉換為被測目標的溫度值。
在自然界中,所有溫度高于絕對零的物體都在不斷地向周圍空間發射紅外輻射能量。物體紅外輻射能量的大小及其按波長分布——與物體表面溫度有非常密切的關系。因此,通過測量物體自身輻射的紅外能量,可以準確確定其表面溫度,這是紅外輻射測溫的客觀依據。
黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量反射或透射,其表面的發射率為1。然而,自然界中的實際物體幾乎不是黑體。為了闡明和獲得紅外輻射的分布,在理論研究中必須選擇合適的模型。這是普朗克提出的體腔輻射的量化振蕩器模型。推導出黑體輻射的普朗克定律,即以波長表示的黑體光譜輻射。這是所有紅外輻射理論的出發點,因此稱為黑體輻射定律。除了物體的輻射波長和溫度外,所有實際物體的輻射還與構成物體的材料類型、制備方法、熱過程以及表面狀態和環境條件等因素有關。因此,為了使黑體輻射定律適用于所有實際物體,必須引入一個與材料性質和表面狀態相關的比例因子,即發射率。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,其值介于零和小于1的值之間。根據輻射定律,只要知道物質的發射率,可以知道任何物體的紅外輻射特性。影響紗線發射率的主要因素有:材料類型、表面粗糙度、理化結構和材料厚度。
用紅外測溫儀測量目標溫度時,首先測量目標在其波段內的紅外輻射,然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。
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