1、紅外原理:任何(hé)物體隻要它的溫度高於零度(-273℃),就有熱輻射向外發射,物體溫度不同,其輻射出的能量(liàng)也不同,且輻射波(bō)的波長也不(bú)同,但總是包(bāo)含著(zhe)紅外輻射在內,千攝氏度以(yǐ)下的物(wù)體,其熱輻射中強的電磁波是紅外波,所以對物體自身紅外輻射的測量(liàng),便能準確測(cè)定它的表麵(miàn)溫度,這就是紅外測溫儀測溫依據的客觀基礎和基本原理(lǐ)。
黑體是一種理想化的輻射(shè)體,它吸收所有波長的輻射能量(liàng),沒有能量的反射和透過,其表麵的發射率為1。但是,自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體,為(wéi)了弄清和獲得紅外輻射分布規律,在理論研究中必須選擇合適的(de)模型,這就(jiù)是普朗克提出的體腔輻射的(de)量子化振(zhèn)子模型,從而導出了普(pǔ)朗克(kè)黑體輻射的定律,即以波長表示的黑體光譜輻射度,這(zhè)是一切紅外輻射理論的(de)出發點,故(gù)稱(chēng)黑體輻射定律。
所有實(shí)際(jì)物體的輻射量除依賴於輻射波長及物體的溫(wēn)度之外,還與構成物體(tǐ)的材料種類、製備方法、熱過程以及表麵狀態和環境條件等(děng)因素有關。因此,為(wéi)使黑體輻射定(dìng)律(lǜ)適用於所有實際物體,必須引入一個與材料性質及表麵狀態有關的比例係數,即發射率。該係數表示實際物體(tǐ)的熱輻射與黑體輻射的(de)接近程度,其值在0和1之(zhī)間。根據輻射定律,隻(zhī)要知道了材料的發射率,就知道了任(rèn)何物體的紅外輻射特性。影響發射率的主要因紗在:材料種類(lèi)、表麵粗糙度、理化(huà)結構和材料厚度等。
2、紅外(wài)測溫儀的(de)工作原理和結構:在自然界中,一切溫度高於零度的物體都在(zài)不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布,與它的表麵溫度有著十分密切的關係(xì)。因(yīn)此,通過對物體自身輻射的紅外(wài)能量的測量,便(biàn)能準確地測定它的表麵溫度,這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。
紅外測溫儀的測溫原理是(shì)將物體(如鋼水)發射的(de)紅外(wài)線具有的輻射能轉變成電信號,紅外線輻射能的大小與物體(如鋼水)本(běn)身的溫度相對應,根據轉變成電信號大小,可以確定(dìng)物體(如鋼(gāng)水)的溫度。紅外測溫儀由光學係統、光電(diàn)探測器、信號放大器及(jí)信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)係統匯聚其視場(chǎng)內的目標紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量(liàng)聚焦在光電探測器上並轉變為相應的電信號。該信號經過放(fàng)大器(qì)和信號處理電路,並按照儀器內療(liáo)的算法和目標發(fā)射率校(xiào)正後轉變為(wéi)被測目標(biāo)的溫度值。
當用紅外輻射測溫(wēn)儀測量(liàng)目標(biāo)的溫度(dù)時首先要測量出目標在其波段範圍內的紅外輻射量,然後由測溫儀計算出被測目標的溫度(dù)。紅外(wài)測溫儀根據原(yuán)理可分為單色測溫儀和雙(shuāng)色測溫儀(輻射比(bǐ)色測溫儀),單色測溫儀與波段內的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段(duàn)的輻射量之比成比例(lì)。
3、紅外測溫儀的發展和分類:紅外測溫技術已發展到可(kě)對有熱變化表麵進行掃描測溫,確定其溫度分布圖像,迅(xùn)速檢測出隱藏的溫差,這就是紅外熱像儀。紅外熱像儀應用於軍事上,美國TI公司研製出世界上(shàng)台紅外掃描偵察係統,以後紅外熱(rè)成像技術在西(xī)方陸續用於飛機、坦克、軍艦和其它武器上,作為偵察目標的熱(rè)瞄係(xì)統,大大提高了搜(sōu)索、命(mìng)中目標的能力。紅外測(cè)溫儀大致分類如下:(1)紅外點溫儀:包含便攜式和固定式兩種;(2)紅外掃描儀;(3)紅外熱像儀。
