红外高温计的优点与测量原理

用红外高温计进行非接触温度测量有许多的优点，它的运用范围从很小或难以接触到的物体至腐蚀性的化学物和敏感的表面物。本文将讨论此优点，给予正确选择红外高温计的决定性等加以说明运用范畴。由于原子和分子的运动，每一物体都会辐射电磁波，对非接触温度测量最重要的波长或光谱范围是在0.2至2.0μm。这一范围内的自然射线，人们称作为热辐射或红外线。

 

　　

　　由被测物辐射的红外线所进行温度测量的测试仪器，按照德国工业标准DIN16160被称为辐射温度计，辐射高温计或红外测温仪。这些名称也适用于那些由被测体辐射的可见彩色射线所进行温度测量的仪器，及由相对频谱的辐射密度导出温度的仪器。

　　

　　一、红外测温仪温度测量的优点

　　

　　通过接收被测体辐射的红外线而进行的非接触温度测量有很多的优点。这样那些难以接触到或运动着的物体就可毫无问题的进行温度测量，如传热性能差的或很小的热容量材料。红外高温计很短的响应时间能快速地实现有效调节回路。高温计不拥有会磨损的部件，因而就不存在如使用温度计所存在的连续费用。特别是在很小的被测物体，如用接触测量，由于物体的导热性将产生很大的测量误差。这里可毫无疑问的使用高温计，及用于腐蚀性的化学物或敏感的表层，如在油漆，纸张和塑料轨上。通过远距离的摇控测量，可远离危险区域，使操作人员无危险性。

　　

　　二、红外高温计的原理构造

　　

　　把从被测物接收的红外线，由透镜经过滤波器聚焦在检波器上。检波器通过被测物辐射密度的积分，产生一个与温度成比例的电流或电压信号，在此后相连接的电器部件中，把此温度信号线性化，发射率区域的修正，及转换成一个标准的输出信号。

　　

　　原理上有便携式高温计和固定式高温计两种，因此，在选择合适的红外高温计用于不同的测量点时，以下的特征将是主要的：

　　

　　1、瞄准器

　　

　　瞄准器有此作用，高温计所指的测量块或测量点可以看见，大面积的被测物可以经常不要瞄准器。在小的被测物和较远的测量距离时，瞄准器以透光镜形式带有仪表板刻度或激光指向点是值得推荐的。

　　

　　2、透镜

　　

　　透镜确定高温计的被测点，对大面积的物体来说，一般带有固定焦距的高温计足够可以。但在测量距离远离聚焦点时，测量点边缘的图像将不清楚。为此，采用变焦镜更好，在所给予的变焦范围内，高温计可调整测量距离，最新的高温计带有变焦的可替换镜头，近透镜和远透镜可不需校准复检进行更换。

　　

　　3、传感器，即光谱接收器

　　

　　温度是与波长成反比的。在低物体温度时，对长波光谱区域敏感的传感器(热膜传感器或热电传感器)是很合适的，在高温度时，将用对短波敏感受的，由锗，硅，铟-镓等组成的光电传感器。

　　

　　在选择光谱敏感性时，还要考虑对氢气和二氧化碳的吸收光谱带。在一定的波长范围内，即所谓的“大气层窗”，H2和CO2对红外线几乎是穿透的，因此高温计的光变敏感性必须在此范围内，以便排除大气层浓度变化带来的影响，在测量薄膜或玻璃时，还要考虑到这些材料在一定波长内不易穿透的。为了避免背景光线引起的测量误差，运用相宜的，只接收表面温度的传感器，金属有此物理特性，发射率随着波长的减小而增大，经验而谈，测量金属的温度，一般选择最短的测量波长。