紅外溫度計——精確測量溫度的新方法

　　紅外溫度計廣泛用于消費和工業(yè)應用。紅外溫度計的一些優(yōu)勢包括：

　　● 響應迅速(ms級別)，用戶在單位時間周期中能獲得更多信息;

　　● 可測量移動、旋轉或振動對象的溫度;

　　● 可以測量較高的溫度(超過1500°C)，而接觸式溫度計難以支持這么高的溫度，而且壽命也較短;

　　● 不會發(fā)生機械損壞，也不會污染被測量物的表面(如涂漆面、食物、軟塑料);

　　● 不會影響測量對象，因而可測量所有對象的溫度。此外也適用于導熱性較高的物體，這些物體只要受到接觸，溫度就會改變(如玻璃、木頭、小型物體或極薄的物體);

　　● 檢測正在制造的實際產(chǎn)品，不是進程的另一部分;

　　● 檢測危險或無法接觸對象的溫度，傳統(tǒng)溫度計此時是無法使用的;

　　● 其準確度與傳統(tǒng)溫度計相當。

　　紅外溫度計的工作原理

　　紅外溫度計的底層技術原理是所有物體都具有放射性，會在電磁輻射頻譜上的紅外區(qū)域出現(xiàn)波長。紅外區(qū)是人眼可視區(qū)域之外的電磁輻射區(qū)域(藍到紅，0.4-0.75 um)。由于IR輻射主要由熱量生成，因此又稱為熱輻射。圖1顯示的是電磁頻譜。

　　所有物體的輻射都取決于物體的溫度。黑色體的光譜輻射特點理論上可用普朗克定律計算。黑色體會吸收照射到其自身之上的所有電磁輻射。普朗克定律給出了波長同黑色體輻射強度關系的函數(shù)。圖2顯示了有關溫度的函數(shù)關系。

　　從圖2可以看出，曲線顯然不會交叉，這就是說不同波長的輻射強度是溫度的嚴格函數(shù)。通過檢測輻射強度，我們就能確定物體的溫度。溫度升高，輻射頻譜每個波長上的強度也會增加。這就是說，我們檢測其輻射強度就能遠程確定物體溫度。如果物體溫度上升，就會發(fā)出暗紅光，溫度進一步上升，就會轉而發(fā)出淺紅和亮白光。太陽溫度為6000 K，人眼所適應看到的太陽輻射就是白光。

　　如果被檢測的物體溫度低于400℃，我們需要的輻射檢測器必須能檢測出比可見頻譜波長大得多的波長。我們需要的檢測器要能夠對10 µm波長左右的紅外區(qū)非常敏感(也叫作熱輻射區(qū))。目前可用的各種感應器能準確檢測和測量3到20µm的紅外(IR)波長區(qū)。以溫差電堆作為感應器的IR溫度計通過物體發(fā)出的IR輻射檢測溫度。