红外测温工作原理

1、红外测温原理与选型红外测温原理与选型可见光紫外光紫外光红外光红外光X-射线射线GammaRays无线电波无线电波EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF0.1A1A1UA100A0.11101001cm0.1cm10cm1m100m 1km10km 100km波长10m30201510864321.510.80.60.4波长 (um)常用红外光谱范围123456 7 8 9 10 11 12 13 141500C 1000C542C 260C 20C 不同温度的不同温度的辐射辐射曲线永不会相交曲线永不会相交随温度增加，辐射能量增大而峰值波长减小随温度增加，辐射能量增大而峰值波长

2、减小波长与温度成反比波长与温度成反比红外能量（温度红外能量（温度/热像）热像）波长（微米）波长（微米）102101110-110-210-310-40随发射率变化随发射率变化(非灰体非灰体)= 0.9 (灰体灰体)相对能量相对能量波长波长 (微米微米)= 1.0 (黑体黑体) 发射率发射率为物体的辐射度与和与该物体具有为物体的辐射度与和与该物体具有 相同温度的黑体的辐射度之比相同温度的黑体的辐射度之比MM“理想黑体理想黑体”“实际物体实际物体”既是完全吸收体既是完全吸收体也是完全发射体也是完全发射体部分能量被反射部分能量被反射部分能量透过部分能量透过发射率发射率 =1=1发射率发射率 11II

3、IIRATEEEE探头到目标的距离探头到目标的距离测量斑直径大小测量斑直径大小2.50.17.50.3140.6210.8331.3mm英寸002515027631305mm英寸测斑直径测量距离= D:S111)(/25TCbbeCTMChcW mm1 237415 00003102824( .)Cch kKm24143879 000019 10/(.)M TM T dT W m( )( )()402ATm环境环境453SP1 470EMS ?85部分波长可以 避开大气的吸收(高于海平线高于海平线0.3 公里公里)1.00.50.00.512358 1015 20波长波长 (微米微米)相对透过

4、率相对透过率目标目标探头探头RTE反射率反射率, , 透射率透射率, , 发射率发射率环境温度环境温度II = 入射能量入射能量R = 反射能量反射能量T = 透射能量透射能量E = 发射能量发射能量背景温度目标要确保目标大于仪器所测圆点的大小。目标越小，则应离得越近。如果精度非常重要，则要确保目标至少是测量圆点大小的两倍最好最好 一般一般 差差探头探头目标大于测量视场目标大于测量视场目标等于测量视场目标等于测量视场目标小于测量视场目标小于测量视场精度精度重复性重复性1086420500100015002000250030008-14 微米微米1.0微米微米使用尽可能短的测量波长% 误差误差目

5、标温度目标温度(度度)发射率误差假定为 10%5.0微米微米3.9微米微米2.2微米微米测量聚乙烯时，选用位于透过率近似为零处的波长，波长为：3.43 。因为测得是他们的表面温度波长（微米）波长（微米）透过率透过率 %10090807060504030201002 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14聚乙烯聚乙烯.03mm(1mil)0.13mm(5密耳密耳)1009080706050403020100透过率透过率 %波长（微米）波长（微米）火焰火焰2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14透过火焰测量物体时，需要选择透过率高的波长，能够透过火焰的红外波长

6、为3.9 。因为物体发出3.9 的红外波长不受火焰的干扰0.2 mm (10 Mil)1.5 mm (60 Mil)6 mm (240 Mil)1.0.8.6.4.2234568透过率透过率波长波长 (微米微米)窗口和光学系统窗口和光学系统目标目标环境环境探测器探测器显示及输出显示及输出453SP1 470EMS ?85红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。TBAeeEElog()log()1212ee12/e1e2E2E1波长波长 ( )1.02.0比值比值(E 2/E 1) T00.10.20.30.40.50.60.70.80.91相对辐射能量相对辐射能量(E) 12读数误差(%) 与能量衰减读数误差(%)目标温度(度)100-10-20-30-40-50100-10-20-30-40-5050010001500*200025003000+ 0.75%- 0.75%单色: 50% 能量衰减单色: 80% 能量衰减单色: 90% 能量衰减单色: 95% 能量衰减双色: 0% - 95%