紅外測溫儀的組成

　　紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、電子電路、微電腦、顯示器等組成的溫度測量系統(tǒng)。由光學(xué)系統(tǒng)將光信號聚焦到紅外光電傳感器上，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將光信號變成電信號，再經(jīng)電子電路放大、采集，并經(jīng)微電腦處理，最終得到一個溫度值輸出或顯示。紅外溫度測量儀的最大好處是無需接觸被測物體而測量溫度，無論是移動的或難以接觸的物體，都能很容易地進(jìn)行表面溫度的測量。

　　紅外測溫儀的分類

　　一、根據(jù)測溫原理分類：單色紅外測溫與雙色紅外測溫（也稱比色紅外測溫）。

　　單色紅外測溫是用一種波長的光電傳感器來感應(yīng)被測目標(biāo)的紅外信號，并依據(jù)該紅外信號的大小來獲得被測目標(biāo)的溫度值。

　　雙色紅外測溫是用兩個不同波長的傳感器來感應(yīng)被測目標(biāo)的紅外信號，并依據(jù)兩路信號的比值來獲得被測目標(biāo)的溫度。

　　二、根據(jù)測溫使用方法分類：固定式紅外測溫儀（又稱在線式紅外測溫儀）和手持便攜式紅外測溫儀。

　　固定式紅外測溫儀被廣泛應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場。固定安裝在工業(yè)設(shè)備上，長期連續(xù)監(jiān)測目標(biāo)溫度。手持便攜式紅外測溫儀則方便攜帶，用于人工監(jiān)測，檢測現(xiàn)場設(shè)施表面溫度，監(jiān)控設(shè)施的狀態(tài)等。

　　紅外測溫儀的主要技術(shù)性能參數(shù)

　　1）測溫范圍

　　測溫范圍是紅外測溫儀最重要的一個性能指標(biāo)，是指該儀器測溫的最低限值和最高限值之間的溫度范圍。不同的紅外測溫儀有不同的測溫范圍，所選儀器的溫度范圍應(yīng)與具體測量的目標(biāo)溫度相匹配。

　　2）光譜響應(yīng)或稱工作波段

　　光譜響應(yīng)是指對被測目標(biāo)紅外輻射波長的響應(yīng)范圍。一般情況在被測目標(biāo)的熱力學(xué)溫度為300～500K時，光譜響應(yīng)為8～14μm;而被測目標(biāo)的熱力學(xué)溫度為500K時，光譜響應(yīng)為3～5μm。

　　3）溫度分辨率

　　溫度分辨率是指儀器所能顯示的最小可分辨的溫差值，有時也稱為最小可分辨溫差。

　　4）響應(yīng)時間

　　從儀器對準(zhǔn)被測目標(biāo)開始測溫起到顯示出穩(wěn)定溫度值為止所經(jīng)歷的時間，稱為響應(yīng)時間。響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測目標(biāo)溫度變化的反應(yīng)速度，通常規(guī)定從儀器對準(zhǔn)被測目標(biāo)開始測溫起到顯示出穩(wěn)定的溫度值的95%時所經(jīng)歷的時間，它與紅外探測器、信號放大及處理電路及顯示裝置的時間常數(shù)有關(guān)。

　　5）重復(fù)性

　　重復(fù)性是指對被測目標(biāo)在恒溫條件下，進(jìn)行多次重復(fù)的測溫時，各次溫度顯示值可能出現(xiàn)的最大偏差值，通常以讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)或絕對值表示。

　　6）距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）

　　被測目標(biāo)與紅外測溫儀光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處的距離，稱為測距（D），而測距與被測目標(biāo)尺寸（S）之比，稱為距離系數(shù)，一般用D：S來表示。如果紅外測溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，應(yīng)選擇高分辨率的測溫儀，即選擇D：S比值較大的紅外測試儀器。

　　7）焦點(diǎn)處目標(biāo)尺寸

　　焦點(diǎn)處目標(biāo)尺寸是指距紅外測溫儀光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處目標(biāo)的最小尺寸。對于單色測溫儀，在進(jìn)行測溫時，如果目標(biāo)實(shí)際尺寸小于焦點(diǎn)處目標(biāo)尺寸，則被測目標(biāo)的紅外輻射像，將不足以完全覆蓋該儀器的紅外探測器，只能測到部分被測目標(biāo)的紅外輻射能，因此測量結(jié)果將出現(xiàn)誤差。

　　圖10-25為一個距離系數(shù)10:1的紅外輻射測溫儀的測溫光路圖，從圖中可以看出，測試距離最小處，測溫儀的測試目標(biāo)為最小，圖中即為距目標(biāo)0mm處，測試目標(biāo)最小，直徑7mm，遠(yuǎn)于這個位置，紅外輻射測溫儀所能測試的目標(biāo)尺寸將逐漸變大。

　　圖10-26為另外一個距離系數(shù)為10：1的紅外輻射測溫儀（配帶透鏡）的測溫光路圖，從圖中可以看出，在焦點(diǎn)處測溫儀的測試目標(biāo)為最小，圖中即為距目標(biāo)10mm處，近或者遠(yuǎn)于這個位置，紅外輻射測溫儀所能測試的目標(biāo)尺寸都將變大。

　　例如，某紅外輻射測溫儀的距離系數(shù)為50：1，儀器側(cè)面標(biāo)有這樣幾組數(shù)字：42mm@1500mm．18mm@900mm，19mm@300mm，其含義就是測量直徑42mm的目標(biāo)，距離為1500mm，測量直徑18mm的目標(biāo)，距離為900mm，測量直徑為19mm的目標(biāo)，距離為300mm。顯然，該紅外輻射測溫儀能夠測量的最小目標(biāo)是18mm，距離900mm，光路圖和圖10-25所示的不一致。

　　8）發(fā)射率

　　物體表面發(fā)射率是用來定量地描述物體發(fā)射紅外輻射能力的參數(shù)，黑體的發(fā)射率等于1，其他物體的發(fā)射率都小于1。在紅外測溫儀的使用中都可以根據(jù)被測目標(biāo)的材質(zhì)、表面狀況及溫度進(jìn)行選擇，其可調(diào)范圍為0.1～1.0。