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凯发k8国际首页登录 红外传感器测温原理是什么?

2022-03-11 11:07:44

凯发k8国际首页登录 红外传感器测温原理是什么?


红外技术在生产中的使用越来越广泛,基于红外传感器的红外测温技术已经成为行业内最常用的温度检测方法之一。它们具有测量精度高、测量范围宽、结构简单、使用方便等特点。只要自然界中任何物体的温度在绝对零度以上,就会不断地向周围空间辐射能量。温度越高,辐射的能量越多。任何物体都可以吸收、传输或反射辐射能。如果掌握了对应关系,就可以知道物体的温度。基于红外传感器的红外测温机芯及热成像模组就是根据这个原理研制的。


红外传感器是基于热辐射原理制成的,辐射能量随物体温度的变化而变化。使用红外测温机芯及热成像模组检测温度时,只需将传感器对准被测物体即可,无需直接接触被测物体,属于非接触式测温。不会破坏被测物体的温度场,可以测量移动物体和不易接近的物体的温度。红外传感器不必达到与被测物体相同的温度,温度测量的上限不受传感器材料的影响。红外测温属于被动测温,被测物体不会受到任何影响。该传感器在检测时无需与被测物达到热平衡,响应时间短,检测速度快,适用于快速测温。


基于红外传感器的红外测温机芯及热成像模组的温度测量方法主要有以下三种:


1.比色测温

比色法测温采用波长窄带比较技术,根据维恩偏移定律,当温度增高时绝对黑体的最大单色辐射强度向波长减小的方向移动,使两个固定波长的亮度比随温度变化,因此测量其亮度比值即可知相应温度。尤其在中间介质吸收较大以及在点或局部很小区域应用等场合,由于辐射能量的衰减在两个波长下几乎相同,因此不会影响它们之间的比值。比色测温法采用波长窄带比较技术,它克服了上述方法的诸多不足,即使是在非常恶劣的条件下,如有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒的环境以及目标表面发射率变化的条件下,仍可获得较高的精度。


2.亮度温度测量方法

利用辐射体在某一波长下的光谱辐射亮度与温度之间的函数关系实现温度测量的方法。当被测物体为非黑体,在同一波长下的光谱辐射亮度同绝对黑体的光谱辐射亮度相等时,则黑体的温度称为被测物体在波长为时的亮度温度。


3、辐射测温

辐射温度测量的理论基础是斯特凡-玻尔兹曼定律。总辐射温度的定义是:当被测物体的整个波长范围内的辐射当总能量等于黑体整个波长范围内辐射的总能量时,黑体的温度Tb称为被测体的总辐射温度。


在以上的上述三种测温方式中,比色测温和亮度测温精度较高。比色测温具有很强的抗干扰能力,可以在一定程度上消除电源电压的影响和背景杂散光的影响。辐射温度测量易受背景干扰。


基于红外传感器的红外测温机芯及热成像模组可以测量高达上千摄氏度的温度,这是接触式温度传感器无法比拟的,也是很多测温场合中唯一的测量方式。关于辐射温度传感器的研究,重点应放在红外测温的准确性和稳定性上,尽量减少周围环境对测量的影响。

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