三传统测温方法及特点
在全视场红外成像测温系统出现以前，常见的工业测温方法主要有：接触式温度传感器、红外点温仪、手持式红外成像测温仪，下面对这三种传统工业测温方法的优缺点进行简述。
1、接触式温度传感器测温
将温度传感器与测温目标紧密接触，测温结果采用有线或无线通信的方式发送给测控主机。
?优点
?单点测温成本低
?测温结果准确度高
?缺点
?处于高温高压的恶劣环境，可靠性差，容易误警
?安装维护极其困难
?通信方式很难解决，测温点多时成本急剧上升
2、红外点温仪
红外点温仪虽然采用的是红外测温技术，但使用的红外传感器是非成像的，因此尽管能够进行非接触测温，但不能成像。
?优点
?非接触式测温，安全
?价格便宜，适合单点测温
?缺点
?人工操作，需要瞄准，测量结果需人工汇总
?单点测温，测温点多时操作冗长
?测温结果依赖瞄准的准确度
3、手持式红外成像测温仪
手持式红外成像仪是目前最普及的工业测温方式，采用非制冷红外焦平面作为温度传感器，具有非接触成像测温的显著优点，在各个行业尤其是电力、钢铁行业得到了大范围的应用。
?优点
?非接触式测温
?测温结果可视化
?使用方便，便于携带
?目前最主要的测温装置
?缺点
?人工操作，人工对准
?人工聚焦
?逐点测温，测温点多时操作冗长
?测温点工作状态需要人工判断
?测量结果需人工汇总
?漏测、误测难免
红外测温方法的工作原理及测温仪 (北京化工大学信息科学与技术学院) 摘要：本文从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，以及基于红外测温技术的测温仪的简单的概述,并对红外测温仪的分类、性能、选择及应用简要的说明。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、温度测量 Infrared Thermometer and the working principle of Infrared Temperature measurement (College of Science and Technology， Beijing University of Chemical Technology) Abstract: In this paper, the theory of infra-red temperature measurement was analyzed according to the principle of blackbody radiation. We discussed the main factors for measurement accuracy, such as reflectance, distance coefficient and environment.Based on infrared temperature measurement technology, we make a simple overview of infrared thermometer, and a brief description of its classification, performance, selection and application. Key words: Blackbody radiation; infrared thermometer; temperature measurement 0引言 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1
红外测温方法的工作原理及测温仪 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1 常用测温方法对比 测温方法 温度传感器 测温范围（°C ） 精度（%） 接触式 热电偶 -200～1800 0.2～1.0 热电阻 -50～300 0.1～0.5 非接触式 红外测温 -50～3300 1 其它 示温材料 -35～2000 <1 1 红外测温仪的工作原理及特点 1.1 黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理： ()1 exp 251-= -T c c T P b λλλ （1） 其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； λ—波长； T —绝对温度； c 1、c 2—辐射常数。
红外线测温仪原理及应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和 热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理
红外线人体测温仪电路的设计 技术分类：测试与测量消费电子设计 | 2007-11-07 来源：现代电子技术 | 唐岳湘赵修良等 由于医学发展的需要，在很多情况下，一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，例如车站和机场等的人口密度较大的地方进行人体温度测量。虽然现在国外这种测温的技术都比较成熟，但是国内这方面的技术还处于发展阶段。因此，为了适应医学发展的需要，有效地进行特殊环境下的温度测量，从而有力地控制和预防诸如非典之类的特殊疾病的传播，急需设计一种测温速度快，准确率高的测温仪。针对一般的工业用的红外测温仪的精确度不够高，我们根据这种红外线测温的原理，通过关键器件的选择、瞄准系统的设计以及温度补偿的自动调节来提高红外线测温仪的精确度，设计了一种用红外线测温电路，用于人员密集且流量大的场合进行快速的人体温度测量。 1 红外线测温的原理 自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。 组外辐射原理——辐射定律： 式中：E为辐射出射度，W／m3；σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数，5.67×10-8W／(m2·K4)；ε为物体的辐射率；T为物体的温度，单位K；T0为物 体周围的环境温度，单位K。 测量出所发射的E，就可得出温度。 利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。这种测量不需要与被测对象接触，因此属于非接触式测量。红外温度仪表测温范围很宽，从-50℃直至高于3 000℃。在不同的温度范围，对象发出的电磁波能量的波长分布不同，在常温(0～100℃)范围，能量主要集中在中红外和远红外波长。用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表，其具体的设计也不同。 根据式(1)的原理，仪表所测得的红外辐射为：
引用红外线测温仪的使用方法 lao wu tong 的红外线测温仪的使用方法 红外线测温仪的理论原理和应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些 介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于 0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光
谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温 度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个 关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度，使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度 三，红外线测温仪的性能指标及作用
红外测温仪使用指南 红外测温仪是一种非接触式测温仪器，通过吸收被测物体发出的红外辐射来测量其温度。可1秒快速测温，达到快速筛查体温异常的目的，并防止交叉传染。 [种类] ●红外人体表面温度快速筛检仪 (红外筛检仪) 多点测温图像识别追踪，适用于机场口岸、地铁、车站、码头、医院等人流密集的场合，用于体温异常人员的快速筛查。 ●红外体表温度计(红外额温计) 适用于企事业单位、住宅、社区等人流较少的场合，适合移动巡检，目前大量应用于防疫控制中。 ●红外耳温计 通过耳腔和鼓膜测量体温，适用于家庭、个人及严格消毒的医院非发热普通门诊。 [准确性] 红外耳温计＞红外额温计＞红外筛检仪 [使用须知] ●红外筛检仪 1、通电预热，与环境达到热平衡后再使用； 2、避免强电磁干扰，无较大的气流，环境条件应保持恒定，温度不应有较大变化； 3、当被测者来自与测量环境温度差异较大时，建议等候(5～10)分钟，两者达到热平衡后再测量为佳； 4、保持设备的探测镜头干净整洁，避免触碰损伤镜头，影响测量准确性。 ●红外额温计 1、使用前确认“体温”测量模式； 2、保持额温计在(16～35)℃之间工作，使用时应避免阳光直晒和环境热辐射,额温计、被测者和环境温度保持热平衡为佳； 3、额温计应垂直于额头中心、眉心上方，其距离按说明书规定的要求一般为3～5cm，如未说明的按照3cm距离测量，不能紧贴被测者额头； 4、被测者前额应无水迹、汗渍、无化妆品，无帽子、毛发等遮挡物； 5、严格按照使用说明书进行操作。
●红外耳温计 1、测量前保持耳道清洁，清理耳垢等污物； 2、测量时对准耳道和鼓膜中心位置，不偏不移； 3、耳温计须配备一次性卫生耳套使用，避免多人使用交叉感染； 4、严格按照仪器使用说明书进行操作。 [遇到红外额温计数值不准怎么办？] 1、确认是否选择“体温”模式； 2、防止额温计长时间暴露在低温环境，一般不超过3分钟，要采取适当保温措施； 3、测量多次取平均值，一般两次测量数据之差不超过0.3℃； 4、人员长时间在寒冷环境下会导致额温偏低，可转移至温暖环境中复测； 5、如出现较大误差或异常情情况时，可用玻璃体温计或电子体温计核查进行数据修正。 ●简易修正方法： 第一步：在相同环境条件下，同时用玻璃体温计(或电子体温计)和红外额温计测量多名健康人员的体温，可测量多次，分别记录玻璃体温计(或电子体温计)和红外额温计测量平均值，两者的差距为修正值； 第二部：使用红外额温计测量时，测量值加上修正值即为人员体温。 [温馨提示] 1、红外测温仪可用于初筛，一旦发现体温异常，应使用经玻璃体温计或医用电子体温计进行二次确认，作为诊断最终依据。 2、如发现红外测温仪数据误差大、示值重复性差、性能不稳定的，则建议停止使用，送计量技术机构校准，并结合校准数据使用，以减少测量误差。 3、测量前20～30分钟要避免剧烈运动、进食、喝酒、喝冷水或热水、冷敷或热敷。测量时须严格按照仪器使用说明执行。
红外测温仪操作使用法 1．操作测温仪 测温仪会在按下扳机或按下黄色键时打开。若连续8秒钟没有检测到活动，测温仪会自动关闭。测量温度时，将测温仪瞄准目标，拉起并保持扳机按下不动。松开扳机以保持温度读数。一定要考虑距离与光点尺寸比以及视场。激光仅用于瞄准目标物体。 1）找出热点或冷点 要找出热点或冷点，将测温仪瞄准目标区域之外。然后，缓慢地上下移动以扫描整个区域，直到找到热点或冷点为止。见图 5。 图5 找出热点或冷点 2）距离与光点尺寸 随着与被测目标距离（D）的增大，仪器所测区域的光点尺寸（S）变大。光点尺寸表示 90 % 圆能量。当测温仪与目标之间的距离为 1000 mm（100 in），产生 20 mm（2 in）的光点尺寸时，即可取得最大 D:S。见图 6。 图6 距离与光点尺寸
3）视场 要确保目标大于光点的大小。目标越小，则应离它越近。(见图7) 图7 视场 4）发射率 发射率表征的是材料能量辐射的特征。大多数有机材料和涂漆或氧化处理表面的发射率大约为。如果可能，可用遮蔽胶带或无光黑漆（< 150 ℃/302℉）将待测表面盖住并使用高发射率设置，补偿测量光亮的金属表面可能导致的错误读数。等待一段时间，使胶带或油渍达到与下面被覆盖物体的表面相同的温度。测量盖有胶带或油漆的表面温度。 如果不能涂漆或使用胶带，可使用发射率选择器来提高您的测量准确度。即使是使用发射率选择器，对带有光亮或金属表面的目标也很难取得完全准确的红外测量值。 5）用户设置操作 SET键:循环切换设置状态，循环次序为发射率设定锁定测量设定℃/℉选择设定正常测量。按黄色键可直接保存设置并退出。 6）发射率设定 此功能为改变发射率的值。 设定时“E=0.”字样闪烁。 单击▲递加，长按快速增加，当加到后停止。 单击▼递减，长按快速减少，当减到后停止。 可根据不同被测物体设置相应的发射率。请参见表2。表所列的发射率设置为对典型情况的建议。您的特定情况可能有所不同。 7）锁定测量设定 此功能设定锁定测量打开或关闭，锁定测量打开后，无需抠扳机仪表保持正常测量;锁定测量关闭后，用户抠住扳机仪表正常测量，放开扳机仪表自动保持测量结果。设定时屏幕下显示“SET”及“on”或“oFF”。单击▲/▼循环选择“on” /“oFF”。 8）℃/℉选择设定 此功能选择仪表显示℃或℉。 设定时屏幕下显示“SET”。 单击▲/▼循环选择“℃”/ “℉”。 9）HAL限值设定 此功能为设定高限值操作，测量时温度高过此值时连续蜂鸣报警。 按黄色键切换至屏幕下显示“HAL”字样，单击▲递增，长按快速增加，当
红外测温仪操作使用方法 1．操作测温仪 测温仪会在按下扳机或按下黄色键时打开。若连续8秒钟内没有检测到活动，测温仪会自动关闭。测量温度时，将测温仪瞄准目标，拉起并保持扳机按下不动。松开扳机以保持温度读数。一定要考虑距离与光点尺寸比以及视场。激光仅用于瞄准目标物体。 1）找出热点或冷点 要找出热点或冷点，将测温仪瞄准目标区域之外。然后，缓慢地上下移动以扫描整个区域，直到找到热点或冷点为止。见图 5。 图5 找出热点或冷点 2）距离与光点尺寸 随着与被测目标距离（D）的增大，仪器所测区域的光点尺寸（S）变大。光点尺寸表示 90 % 圆内能量。当测温仪与目标之间的距离为 1000 mm（100 in），产生 20 mm（2 in）的光点尺寸时，即可取得最大 D:S。见图 6。 图6 距离与光点尺寸 3）视场 要确保目标大于光点的大小。目标越小，则应离它越近。(见图7)
图7 视场 4）发射率 发射率表征的是材料能量辐射的特征。大多数有机材料和涂漆或氧化处理表面的发射率大约为 0.95。如果可能，可用遮蔽胶带或无光黑漆（< 150 ℃/302℉）将待测表面盖住并使用高发射率设置，补偿测量光亮的金属表面可能导致的错误读数。等待一段时间，使胶带或油渍达到与下面被覆盖物体的表面相同的温度。测量盖有胶带或油漆的表面温度。 如果不能涂漆或使用胶带，可使用发射率选择器来提高您的测量准确度。即使是使用发射率选择器，对带有光亮或金属表面的目标也很难取得完全准确的红外测量值。 5）用户设置操作 SET键:循环切换设置状态，循环次序为发射率设定锁定测量设定℃/℉选择设定正常测量。按黄色键可直接保存设置并退出。 6）发射率设定 此功能为改变发射率的值。 设定时“E=0.”字样闪烁。 单击▲递加0.01，长按快速增加，当加到1.00后停止。 单击▼递减0.01，长按快速减少，当减到0.10后停止。 可根据不同被测物体设置相应的发射率。请参见表2。表内所列的发射率设置为对典型情况的建议。您的特定情况可能有所不同。 7）锁定测量设定 此功能设定锁定测量打开或关闭，锁定测量打开后，无需抠扳机仪表保持正常测量;锁定测量关闭后，用户抠住扳机仪表正常测量，放开扳机仪表自动保持测量结果。设定时屏幕下方显示“SET”及“on”或“oFF”。单击▲/▼循环选择“on” /“oFF”。 8）℃/℉选择设定 此功能选择仪表显示℃或℉。 设定时屏幕下方显示“SET”。 单击▲/▼循环选择“℃”/ “℉”。 9）HAL限值设定 此功能为设定高限值操作，测量时温度高过此值时连续蜂鸣报警。 按黄色键切换至屏幕下方显示“HAL”字样，单击▲递增0.1，长按快速增加，当加到仪器最高测温值后停止并发声；单击▼递减0.1，长按快速减少，当减到仪器最低测温值或低于LAL限值后停止并发声。再按SET确认/取消此功能， 显示“”时此功能生效。
2 附件红外测温仪使用指南 红外测温仪是一种非接触式测温仪器，通过探测被测秒测温，达到物体发出的红外辐射来测量其温度。最快1 快速筛查体温异常的目的，并防止交叉传染。种类][(红外热成像筛检仪)红外人体表面温度快速筛检仪●多点测温图像识别追踪，适用于机场口岸、地铁、车站、码头、医院等人流密集的场合，超温报警用于体温异常人员的快速筛查。 红外体表温度计（红外额温计）●适用于企事业单位、住宅、社区等人流较少的场合，易于便携适合移动巡检，目前大量应用于防疫控制中。红外耳温计● 通过耳腔和鼓膜测量体温，适用于家庭、个人及严格消毒的医院非发热普通门诊。 ] 准确性[- 1 - 红外耳温计＞红外额温计＞红外筛检仪] [使用须知●红外热成像筛检仪1、通电预热，与环境达 到热平衡后再使用；、避免强电磁干扰，无较大的气流，环境条件应保持2 恒定，温度不应有较大变化；、当被测者来
自与测量环境温度差异较大时，建议等3 5候（～10）分钟，两者达到热平衡后再测量为佳；、保持设备的探测镜头干净整洁，避免触碰损伤镜4 头，影响测量准确性。●红外额温计1、使用前确认“体温”测量模式；）℃之间工作，使用时应避16～35、保持额温计在（2额温计、被测者和环境温度保持,免阳光直晒和环境热辐射热平衡为佳；- 2 - 、额温计应垂直于额头中心、眉心上方，其距离按说3，如未说明的按照明书规定的要求，一般为（）cm3～5 3cm距离测量为佳，不能紧贴被测者额头；、被测者前额应无水迹、汗渍、无化妆品，无帽子、4 毛发等遮挡物；、严格按照使用说明书进行操作。5红外耳温计● 1、测量前保持耳道清洁，清理耳垢等污物； 2、测量时对准耳道和鼓膜中心位置，不偏不移；、耳温计须配备一次性卫生耳套使用，避免多人使用3 交叉感染；、严格按照仪器使用说明书进行操作。4 ] [遇到红外额温计数值不准怎么办？、确认是否选择“体温”模式，以及是否还有足够电1 量；- 3 - 32、防止额温计长时间暴露在低温环境，一般不超过分钟，要采取适当保温措施；、测量多次取平均值，一般两次测量
第一章人体红外线测温仪的理论依据 1.1黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。 物体的红外辐 射能量的大小及其按波长的分布一一与它的表面温度有着十分密切的关系。 因此，通过对物 体自身辐射的红外能量的测量， 便能准确地测定它的表面温度， 这就是红外辐射测温所依据 的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体， 它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的 反射和透过，其表面的发射率为 1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然 界中并不 存在真正的黑体， 但是为了弄清和获得红外辐射分布规律， 在理论研究中必须选择 合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型， 从而导出了普朗克黑体辐射 的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度， 这是一切红外辐射理论的出发点， 故称黑体辐射 定律。 由于黑体的光谱辐射功率 Pb （入T ）绝对温度T 之间满足普朗克定理： P b T 二 （1） ' f exp c 2 ■ T - 1 其中，Pb （入T —黑体的辐射出射度； 入一波长； T —绝对温度； c1、c2—辐射常数。 式（1 ）说明在绝对温度 T 下，波长应单位面积上黑体的辐射功率为 Pb （入T 。根据这个关 系可以得到下图1的关系曲线： 从图1中可以看出: （1） 随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外 测温仪的设计依据。 （2） 随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动 （向左），并满足维恩位移定理 T * Am = 2897.8 g*K ，峰值处的波长 加与绝对温度T 成反比，虚线为 加处峰值连线。这个公式告诉我们 为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3） 辐射 能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高 （灵 9OOk XC|xm ） 图1黑体辐射的光谱分析
红外测温方法 1.温度测量的基本概念 温度是度量物体冷热程度的物理量。在生产生活和科学实验中占有重要的地位。是国际单位之中的基本物理量之一。从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度的能量发布状况的物理量。从热平衡角度来看，温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。从微观上看，温度温度标志着系统内部分子无规则运动的剧烈程度。温度高的物体分子平均动能大，温度低的无题分子平均动能小。早期人们凭感觉出发，凭感觉到的冷热程度来区别温度的高低，这样的出来的结果不准确。研究表明，几乎所有的物质性质都与温度有关。例如尺寸，体积，密度，硬度，弹性模量，破坏强度，电导率，导磁率，光辐射强度等。利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说，温度只能通过物体随温度变化的某些特征来间接测量。而用来测量温度的尺标称为温标。它规定了温度的读数起点（零点）和基本单位。目前国际上用的较多的是华氏温标，摄氏温标，热力学温标和国际实用温标。 2. 红外测温原理，方法和适用范围 2.1红外测温原理 物体处于绝对温度零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波的形式向外辐射能量。波长涉及紫外，可见，红外光区。物体的红外辐射量的大小几千波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过物体自身红外辐射能量便能准确的确定其表面温度。这就是红外辐射测温所应用的原理。 2.2红外测温仪结构 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正、环境温度补偿后转变为被测目标的温度值。除此之外还应考虑目标和测温仪的环境条件，如温度，气压，污染和干扰等因素对其性能的影响和修正方法。 2.3红外测温仪器的种类 红外测温仪对于原理可分为单色测温仪和双色测温仪。对于单色测温仪，在例行测温时，检测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视场干扰测温读数，造成误差。相反，如果目
红外测温仪的工作原理及检定数据处理方法探讨Working Principle of Infra-Red Thermometer and Discussion of the Method Verification Data Processing 张 钦 (成都市计量监督检定测试院,四川成都610021) 摘 要:本文主要介绍红外测温仪的工作原理、特点、阐述如何进行精确测温及详细探讨检定后的数据处理方法。 关键词:红外测温仪;发射率;辐射温度;斯忒潘-波尔兹曼定律 1 红外测温仪的工作原理及特点 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身发出的红外能量的测量,便能准确地测出它的表面温度。红外测温仪能接收多种物体自身发射出的不可见红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,红外位于可见光和无线电波之间。当仪器测温时,被测物体发射出的红外辐射能量,通过测温仪的光学系统在探测器上转为电信号,并通过红外测温仪的显示部分显示出被测物体的表面温度。 红外测温仪特点:非接触式测量,测温范围广,响应速度快,灵敏度高。但由于受被测对象的发射率影响,几乎不可能测到被测对象的真实温度,测量的是表面温度。2 红外测温仪精确测温的重要因素 红外测温仪确保测温精度最重要的因素是发射率,到光斑的距离、光斑的位置,视场。 (1)所有的物体都会反射、透过(对于不透明的材料透射率为0)和发射能量,但只有发射的能量能指示物体温度,当红外测温仪测量表面温度时,仪器能接收到所有这三种能量,因此测温仪必须调节为能读出发射的能量,测量误差通常由其他光源反射的红外能量引起的。 有些测温仪可以改变发射率,测温时应尽可能地设置成与被测材料相同的发射率值,尽可能使测量示值与被测物的真实温度一致。而大多数仪器的发射率固定予置为0.95,该发射率的温度计对于大多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度进行测量时就要用一种黑胶带或平光黑漆涂于被测表面加以补偿。使黑胶带或黑漆达到与基底材料相同温度时,测量胶带或漆表面的温度,即为真实温度。 (2)距离与光斑之比(D:S),光学分辨率定义为仪器到物体的距离与被测光斑尺寸之比(D:S)。比值越大,仪器的分辨率越好,且被测光斑尺寸也就越小。红外测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上。注意:激光瞄准只有用以帮助瞄准在测量点上。 (3)视场,确保目标大于仪器测量时的光斑尺寸,目标越小,就应离它越近,当精度特别重要时,要确保目标至少2倍于光斑尺寸。 3 检定红外测温仪时的注意事项 在规程中只说明了怎样瞄准辐射源靶面和怎样读数,为了保证检定时红外温度计的精确测温还应注意以下事项: (1)有些测量仪可以改变发射率,检定时要将发射率置为1。大多数红外测温仪的发射率固定予置为0.95。 (2)为了准确测温,将仪器对准辐射源靶面的靶心,保证安排好距离和光斑尺寸之比、视场。按触发器在仪器的LCD上读出温度数据。 (3)不能透过玻璃进行测温,玻璃有很特殊的反射和透过特性,不允许精确红外测温。但可通过红外窗口测温。 (4)注意环境条件:水蒸汽、灰尘、烟雾、二氧化碳等中间介质。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。 (5)环境温度,如果测温仪突然暴露在环境温差为20度或更高的情况下,允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。 4 检定时的数据处理 在规程中是以标准铂电阻、标准热电偶或标准光学高温计作为参考标准的,用它们测出的实际温度与被检温度点的偏离值来计算红外测温计在被检温度点的示值。即以下计算公式:(见规程JJG415-2001,P6) t′N=(t′1+t′2)/2(1) T′N=t′N-Δt N(2)Δt N=T N-T标(3)式中:t′N—温度计在被检温度点的平均实测温度值,℃; t′1,t′2—温度计在被检温度点的两次实测温度值,℃; Δt N—实际温度偏离被检温度点引起的温度差值,℃; T′N—温度计在被检温度点的示值,℃; T N—参考标准在被检温度点平均实测温度值,℃; T标—参考标准在被检温度点检定证书上给出的温 46 《计量与测试技术》2008年第35卷第8期
一、关于设备温度、振动检测方法、标准 良好的设备巡点检质量对及时了解设备运行状态，采取措施避免设备事故有着重要作用，关于设备巡点检内容及要求如下。 1.设备巡点检即为了维持设备规定的机能，按照标准要求，对设备的某些指定部位，通过人的感觉器官（目视、手触、问诊、听声、嗅诊）和检测仪器，进行有无异状的检查，使各部分的不正常现象能够及早发现。 2.设备巡检的主要内容：机械传动部分的稳定性、紧固件的松动情况、润滑油油质、油量、设备及管路密封泄露情况、温度噪声、电流仪表变化、安全防护装置齐全有效等。 3.温度、振动的测量方法 1)测量设备振动，一般有三个方向：平行于轴的方向为轴向（纵向），所测的振动值为轴向位移；垂直于轴的方向为径向（垂直），所测的振动值为径向位移；水平垂直于轴的方向为水平方向，也叫横向，所测的振动值叫横向位移。 2)设备振动值，一般有三个，位移（mm）、速度（mm/s）、加速度（m/s2），现在我们一 3)我们通常所说的测量设备振动，以测轴的振动为准，但因测轴振动有一定难度，我们一般都是测量轴承振动。不管是测哪个方向的振动，都应靠近轴承部位进行测量，一般测点应选在接触良好、表面光滑、局部刚度较大的部位。应该注意的是，因轴向和径向都有一定面积，在靠近中心位置每个方向上选取最大值进行记录及作为检测点。如果测量有难度，可以测量电机端盖处振动值作参考。测点一经确定后，就要经常在同一点进行测量，为此，确定测点后尽量做出记号，并且每次都要在固定位置测量。 4)机器振动的许用振幅如表1
5）测量电机温度，一般为2个温度，一是电机温度即测量电机外壳温度，另一个是测量电机轴承温度。在测量电机外壳温度时，要用测温仪在电机外壳从风扇端到轴伸端进行扫描运动，确定温度最高点（一般情况下在电机接线盒处外壳温度较高）。测量电机两端盖中心轴承温度尽量靠近转子轴部位。在测温度时，测温仪要尽量靠近被测部位（被测目标尺寸超过视野范围50%），仪器瞄准被测部位，然后在被测部位作上下扫描运动,直至确定热点。要注意，每一次测量距离都要相同，否则会引起数据变化（由于各种干扰，随距离延长，测温仪测量准确度会有所变化）。 6）电机温度和轴承温度都应在每个部位选取温度最大值作为温度记录值。测点一经确定后，就要经常在同一点进行测量，为此，确定测点后尽量做出记号，并且每次都要在固定位置测量。 7）电机在额定电压下运行，能达到铭牌数据要求，各部位温升不超过表2所列允许值。 在环境温度为40℃时最高允许温升也就是在环境温度为40℃时，电机轴承温度不超过40℃+55℃=95℃。我们平时采用温度计法来测量电机温度，上表为最高数值，作为参考，因为上表温度表示的是电机及轴承内部温度，实际在用红外测量外壳温度时要小于上表温度（内部温度要比外壳温度高10℃-20℃）， F级绝缘可参照B级绝缘。 实际在使用中，根据（GB50231-98）《机械设备安装工程施工及验收通用规范》，不管是电机还是其它设备，一般滑动轴承温升不应超过35℃，最高温度不应超过70℃；滚动轴承温升不应超过40℃，最高温度不应超过80℃。8）注意：在测泵的振动和温度时，都不能测量泵壳部位。 二、用听针听轴承声音 电动机在运行中，检查人员可通过听针，听轴承响声。用听针一端接触设备的轴承等部位，一端与耳朵接触，听取运转时设备里面的响声。 1.正常声音：轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发出的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声，没有忽高忽低的金属连续声音。
红外热像仪监控头 一、红外基本原理 1、红外线概述 1800年，英国物理学家威廉.赫胥尔利用棱镜和温度计从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。在光带红光外的这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是赫胥尔宣布有一种人眼看不见的“热线”。这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。 自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.78 ~ 1000μm，不为人眼所见，它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。物体温度不同，其辐射出的红外线能量不同，温度越高，辐射出的红外线能量越大。 2、SAT红外热像仪 红外热像仪是一种以红外探测器为核心的特殊摄像机，它是探测目标的红外线能量、根据目标的温度分布来成图象的。 SAT系列红外热像仪均采用非制冷焦平面红外探测器中世界最先进的法国Sofradir公司的产品，该红外探测器采用由多晶硅材料制备的单片式电阻型微测辐射热计技术,该项技术由法国国家红外实验室转移至Sofradir公司生产，探测器列阵规模320×240，像元中心距45μm，填充因子大于80%，噪声等效温差（NETD）达到100mK（典型值），器件的性能指标达到了当今世界先进水平，为欧美军方大批采用。 为森林监控专用型红外热像仪，它采用法国Sofradir公司生产的320×240非制冷焦平面红外探测器。 具有76800个探测器单元，同时测量全画面中76800个像数点的温度数据，并把温度分布热图象转化为标准视频信号显示在监视器上，也可远传至后台系统。其红外热图象是以不同的颜色显示画面中不同的温度数值，有十字光标始终自动捕捉画面中温度最高的物体并显示温度数据，当画面中有超过设定温度的便立即启动声光报警。事先，可设定的报警灵敏度，能实现任意设定温度段异常的精确报警。 它具有如下特点：
红外测温原理简介 红外测温仪分类 红外测温仪通过物体发出的红外辐射能量大小来确定物体的温度。理论上讲，任何高于绝对零度的物体都能发出红外辐射能量。红外测温仪按测量波长的多少可分为单色测温仪、双色测温仪、多色测温仪。 单色红外测温仪原理 目前市场上的单色测温仪，多为窄波段测温仪。它的测温原理是通过物体某一狭窄波长范围内发生的辐射能量，来决定温度的大小。测温仪测量的是一个区域内的平均温度，测量值受发射率、镜头的污染以及背景辐射的影响。 物体发出辐射能量的大小与发射率有一定关系。发射率越大，物体发出的红外线能量越大。物体的发射率与物体表面的状态有一定关系，表面的粗糙度、亮暗程度、不同材质都会影响发射率。所以在使用单色测温仪时，常会有一张不同材质的发射率表。 （2）双色测温仪原理 不同大气窗口下，选用的探测器类型 窗口1 Si （硅） 窗口2 Ge （锗）InGaAs （铟镓砷） 窗口3 PbS(硫化铅) ExInGaAs （扩展型铟镓砷） 窗口4 PbSe(硒化铅) Thermopile （热电堆） 窗口5 Thermopile （热电堆） 窗口6 发射率变化、镜头的污染以及背景辐射的影响，与波长的选择有关系。选择特殊波长范围 的测温仪，能够使单色测温仪尽量克服传输介质的干扰。比如水蒸汽、各种气体等其它物质的影响。选择短波长测温，可以使红外测温仪受发射率的影响降到最低。长波长测温仪通常用来测量 低于200℃的目标或特殊介质的测量。
双色红外测温原理 比色测温仪又称双色测温仪。它是利用邻近通道两个波段红外辐射能量的比值来决定温度的大小。比值与温度的关系是线性的，这是由探测器的性能决定的。 双色测温仪能够消除水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，双色测温仪测量绝大数灰体材料时不需要修正双色系数，双色测温仪测量一个区域内最高温度的平均值。 思捷光电的双色红外测温仪可以克服严重水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，即使检测信号衰减95%，也不会对测温结果有任何影响。软、硬件设计适用于一百万倍信号动态范围的可靠检测，满足用户对仪器的精度和分辨率等要求。 双色测温仪与单色测温仪比较的优势 双色测温不会随物体表面的状态而变化（表面粗糙度不一样、或表面的化学状态不一样），不会影响测温的准确性，而单色测温仪就会有影响。
红外测温仪工作原理'>红外测温仪工作原理 - 红外测温仪由光学系统，光电探测器，信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。 使用红外测温仪的益处 - 便捷!红外测温仪可快速提供温度测量，在用热偶读取一个渗漏连接点的时间内，用红外测温仪几乎可以读取所有连接点的温度。另外由于红外测温仪坚实.轻巧.（都轻于10盎司），且不用时易于放在皮套中。所以当你在工厂巡视和日常检验工作时都可携带。 -精确! 红外测温仪的另一个先进之处是精确，通常精度都是1度以内。这种性能在你做预防性维护时特别重要，如监视恶劣生产条件和将导致设备损坏或停机的特别事件时。因为大多数的设备和工厂运转365天，停机等同于减少收入，要防止这样的损失，通过扫描所有现场电子设备-断路器.变压器.保险丝.开关.总线和配电盘以查找热点。用红外测温仪，你甚至可快速探测操作温度的微小变化，在其萌芽之时就可将问题解决，减少因设备故障造成的开支和维修的范围。 安全! 安全是使用红外测温仪最重要的益处。不同于接触测温仪，红外测温仪能够安全地读取难以接近的或不可到达的目标温度，你可以在仪器允许的范围内读取目标温度。非接触温度测量还可在不安全的或接触测温较困难的区域进行，像蒸汽阀门或加热炉附近，他们不需在冒接触测温时一不留神就烧伤手指的风险。高于头顶25英尺的供/回风口温度的精确测量就象在手边测量一样容易。Raytek红外测温仪都有激光瞄准，便于识别目标区域。有了它你的工作变的轻松多了。 红外测温仪使用的主要领域在哪里温度计| 温度表| 风速计| 照度计| 噪音计| 辐照计| 声级计| 温湿度计| 红外线测温仪| 温湿度仪| 红外线温度计| 露点仪| 亮度计| 温度记录仪| 温湿度记录仪| 光功率计| 粒子计数器| 粉尘计| - 红外测温仪已被证实是检测和诊断电子设备故障的有效工具。可节省大量开支，用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和通过查找在DC电池上的输出滤波器连接处的热点，以检测不间断电源（UPS）的功能状态，你可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗；由于松的
红外线测温仪使用方法及技巧 要想在使用红外线测温仪中更得心应手，我们还要注意一些使用时的方法： 1、红外线测温仪是不能透过玻璃进行测量温度，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外线温度读数。但是可通过红外线窗口测温。红外线测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。 2、红外线测温仪只能测量物体的表面温度，不能测量其内部温度。 3、要仔细定位热点，发现热点，用它瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动直至确定热点。 4、我们在使用时，要注意环境条件：烟雾、蒸汽、尘土等。它们均会阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。 5、使用红外线线测温仪时，还要注意环境温度，如果它突然暴露在环境温差为20度或更高的情况下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。 在使用红外线测温仪测量温度时，被测物体发射出的红外线能量，通过红外线测温仪的光学系统在探测器上会转换为电信号，该信号的温度读数显示出来，有几个决定精确测温的重要因素，最重要的因素是发射率、视场、到光斑的距离和光斑的位置。发射率，所有物体会反射、透过和发射能量，只有发射的能量能指示物体的温度。当红外线测温仪测量表面温度时，仪器能接收到所有这三种能量。所以，所有红外线测温仪必须调节为只读出发射的能量。测量误差通常由其它光源反射的红外线能量引起的。有些红外线测温仪可改变发射率，多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。其它仪器为固定的予置为的发射率。该发射率值是对于多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度，就要用一种胶带或平光黑漆涂于被测表面加以补偿。使胶带或漆达到与基底材料相同温度时，测量胶带或漆表面的温度，即为其真实温度。距离与光斑之比，红外线测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上，光学分辨率定义为红外线测温仪到物体的距离与被测光斑尺寸之比(D:S)。比值越大，红外线测温仪的分辨率越好，且被测光斑尺寸也就越小。激光瞄准，只有用以帮助瞄准在测量点上。红外线光学的最新改进是增加了近焦特性可对小目标区域提供精确测量，还可防止背景温度的影响。视场，确保目标大于红外线测温仪测量时的光斑尺寸，目标越小，就应离它越近。当精度特别重要时，要确保目标至少2倍于光斑尺寸。
红外测温方法的工作原理及测温仪 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1 1红外测温仪的工作原理及特点 1.1黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 1.2红外测温仪特点 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身发出的红外能量的测量,便能准确地测出它的表面温度。红外测温仪能接收多种物体自身发射出的不可见红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,红外位于可见光和无线电波之间。当仪器测温时,被测物体发射出的红外辐射能量,通过测温仪的光学系统在探测器上转为电信号,并通过红外测温仪的显示部分显示出被测物体的表面温度。 红外测温仪特点:非接触式测量,测温范围广,响应速度快,灵敏度高。但由于受被测对象的发射率影响,几乎不可能测到被测对象的真实温度,测量的是表面温度。