红外测温仪(infrared thermometer)又称红外温度计,是一种非接触式的测温仪器,其原理是用红外光学系统将测温点发射的红外辐射(熱輻射、黑體輻射)调制并会聚于探测器(红外热探测器,infrared thermodetector),后者将辐射能转化为直流电压,此电压信号经辐射定标(radiometric calibration),可反演算出物体表面的温度。
红外测温仪通常会加装一个激光指示器,具有瞄准和定位的功用,但并非“激光测温”;激光测温是指:激光拉曼光谱测温、激光诱导荧光测温、激光干涉测温等高级物理实验室中的高端技术。
红外测温仪透過了解物體發出的紅外線能量及其發射率,通常可以在一定範圍內確定物體的實際溫度。在使用红外测温仪時,尤其是在接近環境溫度時,由於較熱物體的輻射反射或發射率假設錯誤,讀數可能會出現誤差 紅外線溫度計的誤差範圍依類型和用途而異,一般工業用可能在 1-3% 或 ±3℃ 左右,而高精度的醫用體溫計(在 35°C-42°C 區間)誤差通常要求控制在 ±0.2℃~±0.3℃。 誤差範圍受到距離、環境溫度、表面發射率、灰塵、濕度、校正等因素影響。
紅外線溫度計的應用範圍很廣,包括各種工業、商業及日常場景。由於測試時不需直接接觸被測物體,所以紅外線溫度計在測量移動、高溫、危險或難以接觸的物體時具有顯著優勢。典型應用包括:金屬鑄造、塑膠、電力、食品、石油、醫療、火災救援等。
例如:在金屬鑄造和塑膠工業中,紅外線溫度計可以實時監控產品成型過程中的溫度,以確保過程生產中,成型溫度正確,從而確保產品質素,提升生產效率。在電力行業,安裝在控制櫃內的紅外線溫度感應器,可以監測控制櫃內的溫度,預防因過熱而導致意外。在食品工業中,紅外線測溫技術也被廣泛用於監測傳送帶上的食品溫度,以確保產品品質和食物安全,同時亦可以避免因接觸式探頭不潔,而造成污染。
原理
红外测温仪的設計中含透鏡,其用於將紅外線熱輻射聚焦到探測器上,探測器將輻射功率轉換為電訊號,並在補償環境溫度後以溫度單位顯示。這種設計,使紅外線溫度計可以在無需接觸被測物體就可進行遠距離溫度測量,尤其是在其他探針式溫度感測儀器無法使用的情況下。不過這種優點同時也是紅外線溫度計的缺點,紅外線溫度計只能夠測試表面溫度,無法測量內部溫度。
人用红外体温计利用热电堆测量体温(如额温枪、耳温枪)主要基于非接触式红外测温原理:由于人体会向外发射远红外辐射,热电堆传感器的核心部件有一层极薄的吸收膜,它能高效捕捉并吸收这些红外线。吸收膜作为热端会温度升高,另有散热片作为冷端保持在环境温度,热电堆内部的热电偶两端于是产生了微小的温度梯度,此温差会导致热电偶产生微弱的电压。由于多个热电偶串联,总电压信号被放大到可检测的级别(通常为毫伏量级)。传感器输出此电压,再借由设备内部的微处理器通过特定的算法和拟合曲线,将电压信号与环境温度结合,计算并显示出人体的实际温度。
優點
- 不用直接接觸待測物。
- 可測量高溫。
- 反應時間快。
*支援多種訊號輸出。
- 容易受到物体表面反射的影响。
- 只能测物体表面温度,不能测量物体内部。
注意事项
*测温仪以45˚~90˚夾角对准被测物体表面。
*8-14um波長不能穿透玻璃进行测温。
*短波長可用於測量金屬表面溫度。
参见
*热成像仪
*高溫計
*黑体 (物理学)
参考资料
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