紅外測溫和黑體輻射定律

800年，英國科學(xué)家赫歇爾做了一個實驗。

他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，以測量各種光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的溫度計升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，沉默幾億年，紅外線終于閃亮登場。

19世紀(jì)末，人們認(rèn)識到熱輻射和光輻射都是電磁波。并且已知，自然界中一切高于絕對零度(-273℃)的物體都在不停向外輻射能量。那么輻射能量在不同頻率范圍中如何分布？

1859年德國物理學(xué)家基爾霍夫提出基爾霍夫熱輻射定律，用于描述物體的發(fā)射率與吸收比之間的關(guān)系，是一個取決于波長和溫度的函數(shù)。

1895年，物理學(xué)家盧默爾和維恩，提出了輻射空腔的設(shè)想，以及半經(jīng)驗的維恩公式，為研究黑體輻射提供了重要手段。

當(dāng)然，黑體是一種理想化的輻射體，自然界中存在的實際物體，幾乎都不是黑體。為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，普朗克提出體腔輻射的量子化振子模型，并于1900年導(dǎo)出了普朗克黑體輻射定律，用于描述在任意溫度下，從一個黑體中發(fā)射的電磁輻射的輻射率與電磁輻射的頻率的關(guān)系公式。

反正也看不懂，公式此處就省去啦。

其中，輻射波長、物體的溫度，物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等都是影響因素。

為使黑體輻射定律適用于所有實際物體，公式中引入發(fā)射率。該系數(shù)表示實際物體與同溫度黑體輻射性能之比，其值在0-1之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。

介紹到這里，相信大家一定還是云里霧里，一無所知的狀態(tài)，不經(jīng)想問

這和紅外測溫儀到底有什么關(guān)系？

是這樣的，紅外測溫儀的組成包括光學(xué)系統(tǒng)，光電探測器，信號放大器及信號處理，顯示輸出4個主要部分。

光學(xué)系統(tǒng)就是紅外輻射的接收系統(tǒng)，主要功能是收集被測目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射能量，進(jìn)而把它們匯聚到光電探測器的光敏面上，并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后，轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。

通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，準(zhǔn)確測定它的表面溫度，就這樣實現(xiàn)了，是不是很簡單？

但是讀到這，我們的幸福指數(shù)肯定飆升的很厲害：雖然對于推導(dǎo)公式智商完全不在線，但是有最強大腦可以幫我。比如，現(xiàn)在需要紅外測溫儀的時候，不用想普朗克，想福祿克就好了，不必考慮什么系數(shù)和條件，只用弄清楚當(dāng)前的需求，例如，要在遠(yuǎn)距離、高溫環(huán)境下測量，那么紅外測溫儀F572-2就呼之欲出。