紅外溫度計(jì)——精確測量溫度的新方法

　　紅外溫度計(jì)廣泛用于消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用。紅外溫度計(jì)的一些優(yōu)勢包括：

　　● 響應(yīng)迅速(ms級(jí)別)，用戶在單位時(shí)間周期中能獲得更多信息;

　　● 可測量移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)對(duì)象的溫度;

　　● 可以測量較高的溫度(超過1500°C)，而接觸式溫度計(jì)難以支持這么高的溫度，而且壽命也較短;

　　● 不會(huì)發(fā)生機(jī)械損壞，也不會(huì)污染被測量物的表面(如涂漆面、食物、軟塑料);

　　● 不會(huì)影響測量對(duì)象，因而可測量所有對(duì)象的溫度。此外也適用于導(dǎo)熱性較高的物體，這些物體只要受到接觸，溫度就會(huì)改變(如玻璃、木頭、小型物體或極薄的物體);

　　● 檢測正在制造的實(shí)際產(chǎn)品，不是進(jìn)程的另一部分;

　　● 檢測危險(xiǎn)或無法接觸對(duì)象的溫度，傳統(tǒng)溫度計(jì)此時(shí)是無法使用的;

　　● 其準(zhǔn)確度與傳統(tǒng)溫度計(jì)相當(dāng)。

　　紅外溫度計(jì)的工作原理

　　紅外溫度計(jì)的底層技術(shù)原理是所有物體都具有放射性，會(huì)在電磁輻射頻譜上的紅外區(qū)域出現(xiàn)波長。紅外區(qū)是人眼可視區(qū)域之外的電磁輻射區(qū)域(藍(lán)到紅，0.4-0.75 um)。由于IR輻射主要由熱量生成，因此又稱為熱輻射。圖1顯示的是電磁頻譜。

　　所有物體的輻射都取決于物體的溫度。黑色體的光譜輻射特點(diǎn)理論上可用普朗克定律計(jì)算。黑色體會(huì)吸收照射到其自身之上的所有電磁輻射。普朗克定律給出了波長同黑色體輻射強(qiáng)度關(guān)系的函數(shù)。圖2顯示了有關(guān)溫度的函數(shù)關(guān)系。

　　從圖2可以看出，曲線顯然不會(huì)交叉，這就是說不同波長的輻射強(qiáng)度是溫度的嚴(yán)格函數(shù)。通過檢測輻射強(qiáng)度，我們就能確定物體的溫度。溫度升高，輻射頻譜每個(gè)波長上的強(qiáng)度也會(huì)增加。這就是說，我們檢測其輻射強(qiáng)度就能遠(yuǎn)程確定物體溫度。如果物體溫度上升，就會(huì)發(fā)出暗紅光，溫度進(jìn)一步上升，就會(huì)轉(zhuǎn)而發(fā)出淺紅和亮白光。太陽溫度為6000 K，人眼所適應(yīng)看到的太陽輻射就是白光。

　　如果被檢測的物體溫度低于400℃，我們需要的輻射檢測器必須能檢測出比可見頻譜波長大得多的波長。我們需要的檢測器要能夠?qū)?0 µm波長左右的紅外區(qū)非常敏感(也叫作熱輻射區(qū))。目前可用的各種感應(yīng)器能準(zhǔn)確檢測和測量3到20µm的紅外(IR)波長區(qū)。以溫差電堆作為感應(yīng)器的IR溫度計(jì)通過物體發(fā)出的IR輻射檢測溫度。