紅外線測溫儀的工作原理

摘要:紅外線測溫儀是電力變壓器內部結構故障檢測的必備工具,也是産品質量控制和監測的重要手段,它主要由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成

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紅外線測溫儀是電力變壓器內部結構故障檢測的必備工具,也是産品質量控制和監測的重要手段,它主要由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成,其工作原理介紹如下:
  在自然界中,任何物體的溫度高于零度時,都會不停地向周圍空間發出紅外輻射能量,而輻射能量的大小及其分布又與物體的表面溫度有關,所以,我們可以通過測量物體輻射的紅外能量來確定它表面的溫度。這也就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。
  我們再來看一條關于紅外線測溫儀的定律。
   黑體輻射定律:黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過,其表面的發射率爲1。應該指出,自然界中並不存在真正的黑 體,但是爲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模型,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型,從而導出了普朗克黑體輻射的定 律,即以波長表示的黑體光譜輻射度,這是一切紅外輻射理論的出發點,故稱黑體輻射定律。
  物體發射率對輻射測溫的影響:自然界中存在的實際物 體,幾乎都不是黑體。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,還與構成物體的材料種類、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,爲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及表面狀態有關的比例系數,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,其值在零和小于1的數值之間。根據輻射定律,只要知道了材料的發射率,就知道了任何物體的紅外輻射特性。影響發射率的主因素有:材料種類、表面粗 糙度、理化結構和材料厚度等。
  當用紅外線測溫儀測量目標的溫度時,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。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的輻射量之比成比例。

紅外測溫儀根據原理可分爲單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。對于單色測溫儀,在進行測溫時,被測目標面積應充滿測溫儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%爲好。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支幹擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區域外面的背景影響。對于比色測溫儀,其溫度是由兩個獨立的波長帶內輻射能量的比值來確定的。因此當被測目標很小,不充滿視場,測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋,對輻射能量有衰減時,都不對測量結果産生重大影響。對于細小而又處于運動或震動之中的目標,比色測溫儀是最佳選擇。這是由于光線直徑小,有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量。
  
紅外測溫儀是通過接收目標物體發射、反射和傳導的能量來測量其表面溫度。紅外測溫儀內的探測元件將采集的能量信息輸送到微處理器中進行處理,然後轉換成溫度讀數顯示。在帶激光瞄准器的型號中,激光瞄准器只做瞄准使用