辐射测温的基本原理
红外辐射温度计原理
红外辐射温度计原理
辐射温度计属非接触式测温仪表，是基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系设计而成。
其特点为：测温范围广，原理结构复杂；测量时，感温元件不与被测对象直接接触，不破坏被测对象的温度场；通常用来测定1000℃以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度或表面温度；但不能直接测被测对象的真实温度，且所测温度受物体发射率、中间介质和测量距离等因素影响。
1.红外热辐射测温原理
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。
红外辐射温度计的工作原理是基于四次方定律，通过检测物体辐射的红外线的能量，推知物体的辐射温度。
在红外热辐射温度传感器中，作为测量元件的热电堆将红外线的能量转换为热电，经过信号处理后作为检测信号输出。
2.红外热辐射测温仪结构
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，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。
图2‐49为红外辐射温度计的外观及工作原理。
被测物体的辐射线由物镜聚焦在受热板上。
受热板是一种人造黑体，通常为涂黑的铂片，当吸收辐射能以后温度升高，由连接在受热板上的热电偶、热电阻或热敏电阻测定。
通常被测物体是灰体，以黑体辐射作为基准进行刻度标定，已知被测物体的黑度值，灰体辐射的总能量全部被黑体所吸收，这样它们的能量相等，但温度不同。
辐射温度计在工业生产中的应用
辐射温度计在现代工业生产中的应用较为广泛，尤其是冶金、铸造、医疗、食品等行业，。
红外测温仪的原理
红外测温仪的原理
红外测温仪是一种利用红外辐射原理来测量物体表面温度的设备。
其工作原理基于斯特凡-玻尔兹曼定律，即热辐射功率与物体表面的温度的四次方成正比。
红外测温仪使用的是红外传感器，该传感器可以接收来自物体表面的红外辐射。
物体的温度越高，发射的红外辐射也越强。
而红外测温仪通过测量物体表面的红外辐射功率，从而间接地得出物体的温度。
在使用红外测温仪时，首先需要将仪器对准测量目标物体的表面。
然后，仪器会发射一个红外光束到物体表面，并接收物体发射的红外辐射。
这些辐射通过仪器内部的光学组件集中到一个探测器上。
探测器会将接收到的红外辐射转换成电压信号，并通过内部的电路处理和放大这些信号。
最后，仪器会根据这些信号计算出物体表面的温度，并将结果显示在仪器的屏幕上。
值得注意的是，红外测温仪只能测量物体表面的温度，而无法得知物体内部的温度。
同时，仪器的精确度也受到一些因素的影响，例如环境温度、目标物体表面的反射率等，因此在使用时需要注意这些因素对测量结果的影响。
黑体测温原理
黑体测温原理
黑体测温原理是通过检测黑体辐射的温度来实现温度测量的一种方法。
黑体是指具有完全吸收和辐射特性的理想物体，其发射的辐射能量与温度有关。
其辐射特性可以用普朗克定律描述，即黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
利用黑体辐射原理进行温度测量的常用方法是利用热电偶或热敏电阻来测量黑体的辐射功率，并通过计算得出温度。
热电偶是由两种不同金属材料组成的电解质，当其中一端加热时，由于热电效应产生的电压差可以与温度成比例关系。
通过测量热电偶产生的电压差，可以确定黑体的温度。
热敏电阻是指随温度变化而产生电阻变化的材料。
通过将热敏电阻连接到电路中，测量其电阻值的变化可以获得黑体的温度。
此外，还有其他基于黑体辐射原理的温度测量方法，如红外线辐射温度计。
红外线辐射温度计通过检测目标物体发射的红外线辐射能量，并利用普朗克定律计算出其温度。
总之，黑体测温原理是通过检测黑体辐射能量，从而实现对温度的测量。
利用热电偶、热敏电阻或红外线辐射温度计等方法，可以准确地测量出黑体的温度。
测温仪的原理
测温仪的原理
测温仪是一种用于测量物体温度的仪器。
其原理基于物体的热辐射特性，具体原理如下：
1. 热辐射特性：根据物体的温度，其会发射不同强度和波长的热辐射。
物体温度越高，辐射的能量越强。
2. 红外测温原理：测温仪利用红外辐射温度计（IR温度计）
的原理来测量物体的温度。
红外线具有较长的波长，这使得它能够穿透空气，并与物体表面接触。
当红外线接触到物体表面时，一部分会被物体吸收，而另一部分会被物体反射。
3. 接收和测量：测温仪使用一个红外接收器来接收从物体反射回来的红外线。
接收到的红外线会进入温度计的传感器部分。
传感器是一个高精度的元件，能够测量接收到的红外线的强度。
根据接收到的红外线能量的强弱，温度计将计算出物体的温度。
4. 环境因素：测温仪还要考虑环境温度对测量结果的影响。
因为测温仪测量的是物体表面的温度，而不是环境温度。
因此，必须通过传感器来校正环境温度的影响。
综上所述，测温仪根据红外辐射原理来测量物体的温度。
它利用红外线与物体表面的相互作用来捕捉和测量红外辐射的能量，从而确定物体的温度。
红外测温工作原理
红外测温工作原理
红外测温是利用物体发出的红外辐射来测量其温度的技术。
其工作原理基于斯特藩-玻尔兹曼定律，即物体的辐射功率与其
温度的四次方成正比。
根据该定律，物体的发射率越高，则其辐射功率也越大。
红外测温的测量设备通常包含一个红外探测器以及一个光学系统。
光学系统用于聚焦红外辐射到探测器上。
探测器可以是热电偶、半导体或热敏电阻等，它们能将红外辐射转化为电信号。
当物体的温度高于绝对零度时，它会发出热辐射，包括红外辐射。
光学系统使红外辐射聚集在探测器上，使其探测到物体发出的辐射并转化为电信号。
然后，测温设备通过对探测器输出信号进行放大和处理，将信号转化为温度值。
为了精确测量温度，测温设备还需要进行校准。
校准过程涉及将设备与已知温度的参考物体进行比较，以确保设备在不同温度下提供准确的测量结果。
根据不同的应用需求，红外测温设备可以具有不同的测量范围、分辨率和精度。
红外测温具有非接触性、迅速测量、测量范围广等优点，因此在许多领域得到广泛应用，如工业生产、医疗保健、环境监测等。
红外测温设备可以直接应用于各种物体的表面温度测量，包括液体、气体、固体以及生物体。
03第2章温度辐射测温教程
2.4.1 辐射测温原理 2.4.2 辐射测温方法及其仪表 2.4.3 红外测温与红外成像测温仪 辐射测温主要有如下三种基本方法
– 亮度法 – 比色法 – 全辐射法
2.4.1 辐射测温原理
辐射式温度计的感温元件通常工作在属于可见光和 红外光的波长区域。辐射式温度计的感温元件使用 的波长范围为0.3—40μm。 相关概念： • 绝对黑体：在任何温度下，均能全部吸收辐射到它 上面的任何辐射能量 • 选择吸收体：对辐射能的吸收(或辐射)除与温度有 关外，还与波长有关 • 灰体：吸收(或辐射)本领与波长无关
2.4.2 辐射测温方法及其仪表
光学高温计
• 1.光谱辐射温度计
光电高温计 硅辐射温度计
• 2. 比色高温计
• 3 .辐射温度计
1） 亮度高温计 依据物体光谱辐射出射度或辐射亮度和其温 度T的关系，可以测出物体的温度。
分类：光学高温计、光电高温计 用光学高温计测量被测物体的温度是“亮度温度”。 亮度温度：在波长为 λ、温度为T时，某物体的辐射亮度
热辐射测温理论基础
一、普朗克公式
阐明了绝对黑体的辐射强度与温度及波长的关系：
C2 t
E0 C15 (e
E E0
1) 1
对于灰体，某一波长下的辐射强度等于：
在一定波长下，测量物体的辐射强度，可推算出其温度。 所以只要可得到定波长条件下的辐射强度，就可得温度。
黑体光谱辐射亮度
3）
比色温度计
• 比色温度计是基于维恩位移定律工作的 根据比色温度的定义，应用维恩公式，可导出物体 的真实温度和其比色温度的关系： ln( 1 / 2 ) 1 1 T TR C 2 (1 / 1 1 / 2 )
全辐射测温法的测温原理
全辐射测温法的测温原理全辐射测温法（全辐射温度计）是一种无接触、非接触的测温技术，适用于高温环境中的温度测量。
其测温原理基于黑体辐射定律和红外辐射的特性。
全辐射测温法利用物体本身的热辐射，测量物体表面的温度。
根据热辐射定律，所有物体在一定的温度下都会发出热辐射，且辐射强度与物体温度成正比。
根据斯特藩－玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其绝对温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体辐射出的光功率，可以计算出物体的温度。
全辐射温度计主要利用红外辐射进行测量。
红外辐射的波长范围是0.78 - 1000微米，对应的频率范围为300 - 380 THz。
物体在这个波长范围内发出的热辐射，可以通过红外传感器接收到。
红外传感器感应物体发出的红外辐射，并将其转化为电信号。
这个电信号经过转换和处理后，可以得到物体的温度。
全辐射温度计一般由光谱辐射计和温度计两部分组成。
光谱辐射计是一个红外感应器，用来检测物体发出的辐射能量。
光谱辐射计可以根据不同物体的辐射特性，选择合适的波长范围来测量温度。
温度计则根据感应到的辐射能量，通过一系列的转换和计算，计算出物体的温度。
全辐射测温法的原理可以用以下步骤来概括：1. 根据应用需要，选择适合的红外波段来进行测量。
不同物体的辐射特性不同，需要选择适合的波段以获得准确的测温数据。
2. 将红外辐射传感器对准目标物体的表面。
红外辐射传感器可以通过检测物体发出的辐射能量来测量温度。
3. 红外传感器感应到物体发出的红外辐射，将其转化为电信号。
4. 通过光谱分析和滤波技术，将感应到的红外辐射从其他干扰光信号中分离出来。
5. 对传感器得到的电信号进行放大和增强处理，以提高测量的准确度和稳定性。
6. 将处理后的电信号输入到温度计中，进行计算和转换。
7. 根据辐射定律和斯特藩－玻尔兹曼定律，将感应到的辐射功率转化为温度值。
全辐射测温法的优点是非接触、无接触的测量方式，可以在高温环境中进行温度测量，避免了传统接触式温度计可能导致的交叉感染、杂散热等问题。
红外测温技术原理
红外测温技术原理
《红外测温技术原理》
一、红外测温技术的基本原理
红外测温技术是指采用红外辐射原理测量物体表面温度的技术。
所有物体都有能量辐射，能量以热量的形式散发，其中红外线的辐射为最强的。
某种物质表面的均匀热量传递，物体表面的温度越高，它所发射的红外辐射强度就越大。
红外测温技术就是利用这种原理，将探测器指向测量物体的表面，由探测器接收太阳辐射、来自地球表面的反射辐射和来自物体表面的热辐射，将表面所发出的红外辐射（波长约为7μm的可见红外光）
收集到探测器，再将其转换成可辨识的信号传到电脑中，以此来评估物体表面的温度。
二、红外测温技术的优势
1、精准度高：红外测温技术可以提供准确的判断，可在最短的
时间内获得准确的温度测量，由于它不受环境的影响，因此可以提供更精确的测温数据，而无需重复测量。
2、安全可靠：红外测温技术可以有效保护操作人员和环境，避
免了采用接触式测温所带来的安全风险。
3、无损：红外测温技术不会对测量对象表面造成任何磨损或者
损坏，可以保证测量对象的原始状态，这在一定程度上可以保证测量的准确性。
4、多用途：红外测温技术有着多种应用，它可用于测量物体表
面的温度、人体温度、空气温度等。
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工业热电阻结构
半导体热敏电阻的结构
二、热电偶法测温
热电偶工作原理
常用的热电偶有工业用热电偶、铠装热电偶等。
工业用热电偶由热电极、绝热材料(绝缘管)和保 护套管等部分构成，其结构与工业用热电阻类似。
热电偶测温特点： 1．仪器结构简单 2．感温元件的质量及其热容量都可以做得很小 3．测量范围大 4．准确度高
非接触式测量方法就是通过检测被测物体所发射 的辐射能中不同波长的光，来实现温度检测的。
二、非接触测量法的主要特点
1．可以测量运动物体的温度，且不破坏被 测对象的温度场。 2．辐射温度计没有测量上限。
3．只能测物体表面的温度，而不能测体温。
二、非接触测量法的主要特点
4．利用物体辐射能进行测温时，被测对象的 发射率、中间介质对辐射能的吸收，光学元件 透过率的变化以及杂光的干扰等，都会对测量 结果产生影响。
5．性能稳定，重复性好，有利互换；测量电路简单
2．非接触式测量
在工业领域中有许多温度测量问题用接触式测 量方法无法解决，如高压输电线接点处的温度 监测，炼钢高炉以及热轧钢板等运动物体的温 度监测等。
一、辐射测温的基本原理 物体因受热使其内部原子或分子获得能量而从低 能级跃迁到高能级，当它们向下跃迁时，就会发 射出辐射能，这类辐射称为热辐射。
非接触、便携、快速、直观、可记录存储
响应速度快 灵敏度高 测温范围宽广 适用于多种目标
在机电行业中，红外测温主要用于机械、电气控制 设备的状态监测及故障检查。
(一)红外点温仪 红标定后 确定被测目标温度的仪器。
中间介质对辐射能的吸收，光学元件透过率以 及杂光的干扰等问题，均可通过采取措施加以 避免和改善。
三、非接触式测温仪
在工程中，温度在100～700℃的中温和低于 100℃的低温测量需求最大。在此温度下，物 体辐射的大部分能量是肉眼不可见的红外线， 因此在非接触式测温仪中，红外测温的应用最 为广泛。
优点；
4.1.4温度诊断技术
1接触式测温方法
在机电设备的故障诊断与监测领域，根据测量 时测温传感器是否与被测对象接触可将测温方 式分为接触式测温和非接触式测温两大类。
常用的接触测量法
热电阻法 热电偶法
集成温度传感法
一、热电阻法测温 热电阻法测温使用的仪器是电阻式温度计，它是 根据几乎所有导体的电阻都会随着温度的改变而 变化这一原理制成的。测温时，温度计上感温元 件的电阻随着温度的改变而变化，电阻的这种变 化通过测量回路的转换在显示器上显示出温度值。
红外点温仪通常由光学系统、红外探测器、电信 号处理器、温度指示器及附属的瞄准器、电源、 机械结构等组成。
常用的红外点温仪按其工作原理及其检测波段 的不同，分为以下3类：
1．辐射感温器
2．单色测温仪
3．比色测温仪