紅外線(IR)輻射

紅外線輻射無處不在而且永無休止，物體之間的溫差越大，輻射現(xiàn)象就越明顯。真空可將太陽發(fā)出的紅外線輻射能量通過9300萬英里的時(shí)空傳送到地球，被我們吸收,為我們帶溫暖。當(dāng)我們站在商場的食品冷藏柜前時(shí)，我們身體發(fā)出的紅外輻射熱量被冷藏食品吸收，令我們感到非常涼爽。這兩個(gè)例子中輻射效果都非常的明顯，我們可以明顯感覺到其中的變化并感覺到它的存在。

當(dāng)我們需要對紅外輻射的效果進(jìn)行量化時(shí)，我們就需要測量紅外輻射的溫度，此時(shí)就要用到紅外測溫儀。材料不同，所表現(xiàn)的紅外輻射特性也不同。在使用紅外測溫儀讀取溫度之前，我們首先要了解紅外輻射測量的基本原理和具體被測材料的紅外輻射特性。

紅外輻射率=吸收率+反射率+透射率

無論何種紅外輻射，一旦發(fā)出都將被吸收，,因此吸收率=發(fā)射率。紅外測溫儀所讀取的正是物體表面發(fā)出的紅外輻射能量，紅外輻射儀無法讀取空氣中散失的紅外輻射能量，因此在實(shí)際測量工作中我們可以忽略透射率不計(jì)，這樣我們就得到一個(gè)基本的紅外輻射測量公式：

紅外輻射率=發(fā)射率-反射率

反射率與發(fā)射率成反比，物體反射紅外輻射的能力越強(qiáng)，其本身紅外輻射的能力就越弱。通常采用目測的方法可大致判斷物體的反射率大小，新銅的反射率較高而發(fā)射率較低(0.07-0.2)，被氧化的銅的反射率較低而發(fā)射率較高(0.6-0.7)，因重度氧化而變黑的銅的反射率甚至更低，而發(fā)射率則相應(yīng)會(huì)更高(0.88)。絕大多數(shù)涂有油漆的表面發(fā)射率都非常高(0.9-0.95)，而反射率則可以忽略不計(jì)。

對于絕大多數(shù)紅外測溫儀來說，唯一需要設(shè)置的就是被測材料的額定發(fā)射率，該值通常預(yù)設(shè)為0.95，這對于測量有機(jī)材料或涂有油漆的表面就足夠了。

通過調(diào)整測溫儀發(fā)射率，可以補(bǔ)償部分材料表面紅外輻射能量不足的問題，尤其是金屬材料。只有被測物體表面附近存在并反射高溫紅外輻射源時(shí)才需要考慮反射率對測量的影響。

附表：部分物質(zhì)的發(fā)射率(僅供參考)

物質(zhì)	發(fā)射率	物質(zhì)	發(fā)射率
瀝青	0.90 to 0.98	布（黑色）	0.98
混凝土	0.94	人體皮膚	0.98
水泥	0.96	肥皂泡	0.75 to 0.80
沙子	0.90	木炭（粉末）	0.96
泥土	0.92 to 0.96	漆器	0.80-0.95
水	0.92 to 0.96	漆器（無光澤）	0.97
冰	0.96 to 0.98	橡膠（黑色）	0.94
雪	0.83	塑料	0.85-0.95
玻璃	0.90 to 0.95	木材	0.90
陶瓷	0.90 to 0.94	紙	0.70-0.94
大理石	0.94	鉻氧化物	0.81
石膏	0.80 to 0.90	銅氧化物	0.78
灰泥	0.89 to 0.91	鐵氧化物	0.78 to 0.82
磚	0.93 to 0.96	不銹鋼及鋁材	0.2-0.3

非接觸紅外測溫產(chǎn)品包括便攜式、在線式和掃描式三大系列,并備有各種選配件和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件,每一系列中又有各種型號及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中,正確地選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。這里僅提出如何正確選擇測溫儀型號的思考步驟,供購買者參考。

選擇紅外測溫儀可分為三個(gè)方面：

性能指標(biāo)方面,如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應(yīng)時(shí)間等;環(huán)境和工作條件方面 , 如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護(hù)附件等; 其他選擇方面,如使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價(jià)格等 , 也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀較佳設(shè)計(jì)和新進(jìn)展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,擴(kuò)大了選擇余地。

確定測溫范圍:

測溫范圍是測溫儀較為重要的一個(gè)性能指標(biāo)。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。因此 , 用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好。

確定光學(xué)分辨率(距離及靈敏):

光學(xué)分辨率由 D 與 S 之比確定,是測溫儀到目標(biāo)之間的距離 D 與測量光斑直徑 S 之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高,即增大 D:S 比值,測溫儀的成本也越高。

操作簡單，使用方便：

紅外測溫儀應(yīng)該是直觀的,操作簡單,易于被操作人員使用,其中便攜式紅外測溫儀是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進(jìn)行測溫的儀器,在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息,有的可通過遙控或通過計(jì)算機(jī)軟件程序操作。在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下,可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統(tǒng),以便于安裝和配置?？蛇x擇與現(xiàn)行控制設(shè)備相匹配的信號輸出形式。

紅外輻射測溫儀的標(biāo)定：

紅外測溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測目標(biāo)的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現(xiàn)測溫超差,則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。

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