1、紅(hóng)外(wài)原理:任何物體隻要它的溫度高於零(líng)度(dù)(-273℃),就(jiù)有熱輻射向外發射,物體溫度不同,其輻射出的能量也不(bú)同,且輻射波的波(bō)長也不(bú)同,但總是包含著紅外輻射在內,千攝氏度以下的物體,其熱輻射中強的電磁波是(shì)紅外波,所以對物體自身紅外輻射的測量,便能準確測定它的表麵溫度,這就是(shì)紅外(wài)測溫儀測(cè)溫依據的客(kè)觀基礎和基本原理。
黑體是(shì)一種理想化的輻射體(tǐ),它吸收(shōu)所有波長的輻(fú)射能量,沒有能量的反射和透過,其表麵的發射率為1。但是,自然界(jiè)中存在的實際(jì)物體,幾乎都不是(shì)黑(hēi)體,為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律(lǜ),在理論研究中必須選擇合適的模型(xíng),這就是普朗克提出的體腔(qiāng)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(jí)以波長表(biǎo)示的黑(hēi)體光譜輻射(shè)度,這是一切紅外輻射理(lǐ)論的出發點,故稱黑體輻射定律。
所有實際物體的輻射量除依賴於輻射波長及物體的溫度之外,還與構成物體的材料種類、製備方法、熱過程以及表麵狀(zhuàng)態(tài)和環境條件等因素有關。因此,為使黑體輻射定律適(shì)用於所有實際物體,必須引入一(yī)個與材料性(xìng)質及表麵狀態有關的比例係數,即發射率。該係數(shù)表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,其值在0和1之間。根據輻(fú)射定律,隻要知道了材料的發射率,就知道了任何(hé)物(wù)體的紅外輻射特性。影響發(fā)射率的主要因紗在:材料種類、表麵粗糙度(dù)、理(lǐ)化結構和材料厚度等。
2、紅外測溫(wēn)儀的工作(zuò)原理和(hé)結構:在自然(rán)界中,一切溫度高於零度的物體都在不停地向周(zhōu)圍空(kōng)間發出紅外輻射能量。物體的(de)紅外輻射能量的大(dà)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。因此,通過(guò)對物體自身(shēn)輻射的紅外能量的測量,便能準確地(dì)測定它的表麵溫度,這就是紅外輻射測(cè)溫所依據的客觀基礎。
紅外測溫儀的測溫原理是將物體(如鋼水)發射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號,紅外線輻(fú)射能的大小與物體(如鋼水)本身(shēn)的溫(wēn)度相(xiàng)對應,根據轉變成電信(xìn)號大小,可以確定物體(如(rú)鋼水)的溫度。紅外測溫儀由光學係統、光電探測器、信號放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學係統匯聚其視場內的目(mù)標紅外輻射能量,視(shì)場的大小由測溫儀的光學零(líng)件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器(qì)上並(bìng)轉變為(wéi)相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路,並按照儀(yí)器內療的算法和目標發射率校正後轉變為被測目標的溫度值(zhí)。
當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫(wēn)度(dù)時首先要(yào)測量出目標(biāo)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。紅外測溫儀根據原理可分為(wéi)單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀),單色(sè)測(cè)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。
3、紅外測溫儀的發展和分(fèn)類:紅外測溫技術已發(fā)展到可對有熱變(biàn)化表麵進行掃描測溫,確定其溫(wēn)度分布圖像,迅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公司研製出世界上台紅外掃描偵察係統,以後紅外熱成像技術在西方陸續用於飛機、坦克、軍艦和其它武器上,作為偵察目標的熱瞄係統,大大提高(gāo)了搜索、命中(zhōng)目標的能力(lì)。紅外測溫儀大致分類如下:(1)紅(hóng)外點溫儀:包含便攜(xié)式和固定式兩種;(2)紅外掃描儀;(3)紅外熱像儀。
