紅外測溫技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監測、設備在線(xiàn)故障診斷、安全保護以及節約能源等方面發(fā)揮了重要作用。近年來(lái)，非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷提高，適用范圍也不斷擴大，*逐年增長(cháng)。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著(zhù)響應時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。

紅外測溫儀

工作原理

一切溫度高于零度的物體都在不停地向周?chē)臻g發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性——輻射能量的大小及其按波長(cháng)的分布——與它的表面溫度有著(zhù)十分密切的關(guān)系。因此，通過(guò)對物體自身輻射的紅外能量的測量，能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的基礎。

當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時(shí)首先要測量出目標在其波段范圍內的紅外輻射量，然后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(gè)波段的輻射量之比成比例。

紅外系統

紅外測溫儀由光學(xué)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。光學(xué)系統匯聚其視場(chǎng)內的目標紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?。該信號?jīng)過(guò)放大器和信號處理電路，并按照儀器內療的算法和目標發(fā)射率校正后轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

選擇紅外測溫儀可分為三個(gè)方面：

（1）性能指標方面 如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長(cháng)、測量精度、響應時(shí)間等；環(huán)境和工作條件方面，如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等；其他選擇方面，如使用方便、維修和校準性能以及價(jià)格等，也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。

（2）確定測溫范圍 測溫范圍是測溫儀重要的一個(gè)性能指標。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。因此，用戶(hù)的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全，既不要過(guò)窄，也不要過(guò)寬。根據黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過(guò)由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此，測溫時(shí)應盡量選用短波較好。

（3）確定目標尺寸 紅外測溫儀根據原理可分為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(jìn)行測溫時(shí)，被測目標面積應充滿(mǎn)測溫儀視場(chǎng)。建議被測目標尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量就會(huì )進(jìn)入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大于測溫儀的視場(chǎng)，測溫儀就不會(huì )受到測量區域外面的背景影響。

確定光學(xué)分辨率（距離系靈敏）

光學(xué)分辨率由D與S之比確定，是測溫儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處，而又要測量小的目標，就應選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值，測溫儀的成本也越高。

確定波長(cháng)范圍

目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長(cháng)。對于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區，測量金屬材料的

佳波長(cháng)是近紅外，可選用0.18～1.0mm波長(cháng)。其他溫區可選用1.6mm、2.2mm和3.9mm波長(cháng)。由于有些材料在一定波長(cháng)是透明的，紅外能量會(huì )穿透這些材料，對這種材料應選擇特殊的波長(cháng)。如測量玻璃內部溫度選用1.0mm、2.2mm和3.9mm（被測玻璃要很厚，否則會(huì )透過(guò)）波長(cháng)；測量玻璃內部溫度選用5.0mm波長(cháng)；測低區區選用8～14mm波長(cháng)為宜；再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43mm波長(cháng)，聚酯類(lèi)選用4.3mm或7.9mm波長(cháng)。厚度超過(guò)0.4mm選用8～14mm波長(cháng)；又如測火焰中的CO2用窄帶4.24～4.3mm波長(cháng)，測火焰中的CO用窄帶4.64mm波長(cháng)，測量火焰中的NO2用4.47mm波長(cháng)。

確定響應時(shí)間

響應時(shí)間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度，定義為到達后讀數的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時(shí)間常數有關(guān)。如果目標的運動(dòng)速度很快或測量快速加熱的目標時(shí)，要選用快速響應紅外測溫儀，否則達不到足夠的信號響應，會(huì )降低測量精度。但并不是所有應用都要求快速響應的紅外測溫儀。對于靜止的或目標熱過(guò)程存在熱慣性時(shí)，測溫儀的響應時(shí)間就可以放寬要求了。因此，紅外測溫儀響應時(shí)間的選擇要和被測目標的情況相適應。

環(huán)境條件考慮

測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結果有很大影響，應加以考慮并適當解決，否則會(huì )影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過(guò)高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠(chǎng)商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀，實(shí)現準確測溫。在確定附件時(shí)，應盡可能要求標準化服務(wù)，以降低安裝成本。當煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信呈悍，雙色測溫儀是佳選擇。在噪聲、電磁場(chǎng)、震動(dòng)或難以接近環(huán)境條件下，或其他惡劣條件下，光纖雙色測溫儀是佳選擇。

在環(huán)境條件惡劣復雜的情況下，可以選擇測溫頭和顯示器分開(kāi)的系統，以便于安裝和配置?？蛇x擇與現行控制設備相匹配的信號輸出形式。

紅外輻射測溫儀的標定

紅外測溫儀必須經(jīng)過(guò)標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現測溫超差，則需退回廠(chǎng)家或維修中心重新標定。