紅外測(cè)溫儀的原理及其測(cè)溫儀應(yīng)用

紅外線測(cè)溫儀的工作原理及其應(yīng)用 

摘要：紅外測(cè)溫的物理基礎(chǔ)是黑體輻射定律。具有非接觸測(cè)溫、測(cè)量結(jié)果迅速、準(zhǔn)確的特

點(diǎn)，同時(shí)在使用中也存在一些注意的問(wèn)題。目前已在很多領(lǐng)域都有不同的應(yīng)用。 關(guān)鍵字：紅外；輻射；測(cè)溫儀 

1. 概述 

1800年，英國(guó)物理學(xué)家F．W．赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來(lái)研究各種色光時(shí)，發(fā)現(xiàn)了紅外線。當(dāng)時(shí)他稱(chēng)之為“不可見(jiàn)之光"。之后，人們花了一百多年的時(shí)間認(rèn)識(shí)紅外輻射的電磁本質(zhì)，并建立了熱輻射的基本規(guī)律，為紅外技術(shù)的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。隨著光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外技術(shù)也日趨完善，其中紅外測(cè)溫技術(shù)也形成了完整的理論并成功地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)、礦業(yè)等領(lǐng)域。 

2. 紅外測(cè)溫儀理論基礎(chǔ) 

（1） 紅外輻射（紅外線、紅外光） 

紅外線是電磁波譜中，波長(zhǎng)0.76μm~1000μm范圍的電磁輻射，位于紅外光與無(wú)線電波之間。與可見(jiàn)光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等特性相同。同時(shí)具有粒子性。對(duì)人的眼睛不敏感，要用對(duì)紅外敏感的探測(cè)器才能接收到。紅外輻射的本質(zhì)是熱輻射。熱輻射包括紫外光、可見(jiàn)光輻射，但是在0.76μm~40μm紅外輻射熱效應(yīng)zui大。 

自然界中一切溫度高于零度的有生命和無(wú)生命的物體，時(shí)時(shí)刻刻都在不停地輻射紅外線。輻射的量主要由物體的溫度和材料本身的性質(zhì)決定；特別熱輻射的強(qiáng)度及光譜成份取決于輻射體的溫度。 

（2） 黑體輻射規(guī)律 

黑體紅外輻射的基本規(guī)律揭示的是黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波長(zhǎng)的定量關(guān)系。黑體是一種理想物體，它們?cè)谙嗤臏囟认露及l(fā)出同樣的電磁波譜，而與黑體的具體成分和形狀等特性無(wú)關(guān)。斯特藩和玻耳茲曼通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得出黑體輻射定律： 

40)(TTMs= 

式中：)(0TM—— 溫度為T(mén)時(shí)，單位時(shí)間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能，稱(chēng)為總輻出度；s一—斯特藩玻耳茲曼常量；T一—物體溫度。 

上式是黑體的熱輻射定律。實(shí)際物體(非黑體)的輻射定律一般比較復(fù)雜，需借助于黑體的輻射定律來(lái)研究。 

設(shè)被測(cè)物體的溫度為T(mén)時(shí)，總輻出度為M 等于黑體在溫度為FT時(shí)的總輻出度Mo，即：