紅外測溫原理

　　紅外測溫有幾種方法，這里只介紹全輻射測溫。全輻射測溫是測量物體所輻射出來的全波段輻射能量來決定物體的溫度。它是斯忒藩一玻爾茲曼定律的應用，定律表達式為

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　　式中，形為物體單位面積所發射的輻射功率，數值上等于物體的全波輻出度；ε為物體表面的法向比發射率；盯為斯忒藩一玻爾茲曼常數；T為物體的熱力學溫度（K）。

　　紅外輻射測溫儀結構原理如圖1所示。

圖1　紅外測溫儀結構原理

　　它由光學系統、調制器、紅外傳感器、放大器和指示器等部分組成。光學系統可以是透射式的，也可以是反射式的。透射式光學系統的部件是用紅外光學材料制成的，根據紅外波長選擇光學材料。一般測量高溫（700℃以上）儀器，有用波段主要在0.76～3μm的近紅外區，可選用一般光學玻璃或石英等材料。測量中溫（100～700℃）儀器，有用波段主要在3～5μm的中紅外區，通常采用氟化鎂、氧化鎂等熱壓光學材料。測量低溫（100℃以下）儀器，其有用波段主要在5～14μm的中遠紅外波段，一般采用鍺、硅、熱壓硫化鋅等材料。并通常還在鏡片表面蒸鍍紅外增透層，一方面濾掉不需要的波段，另一方面增大有用波段的透射率。反射式光學系統多用凹面玻璃反射鏡，表面鍍金、鋁或鎳鉻等在紅外波段反射率很高的材料。

　　調制器就是把紅外輻射調制成交變輻射的裝置。一般是用微電機帶動一個齒輪盤或等距離孔盤，通過齒輪盤或帶孔盤旋轉，切割入射輻射而使投射到紅外傳感器上的輻射信號成交變的。因為系統對交變信號處理比較容易，并能取得較高的信噪比。

　　紅外傳感器是接收目標輻射并轉換為電信號的器件。選用哪種傳感器要根據目標輻射的波段與能量等實際情況確定。