第六章红外辐射测量仪器及基本参数测量
红外线测试仪使用方法
红外线测试仪使用方法红外线测试仪是一种主要用于测量、检测和分析环境中的红外辐射的仪器。
它可以帮助我们了解物体或环境的温度分布情况，并且可以在很多领域中发挥作用，如建筑、电力、机械制造、医疗等。
下面是关于红外线测试仪的使用方法的详细介绍：1. 准备工作：在使用红外线测试仪之前，首先需要确保仪器的电源充足并处于正常工作状态。
同时，要检查红外线测试仪的镜头是否干净，以便准确获取红外辐射信号。
2. 测量环境准备：在进行测量之前，需要确保测试环境的温度稳定，并且不存在明显的温度扰动。
例如，避免空调、热水器等热源直接对待测物体进行干扰。
3. 设置仪器参数：红外线测试仪一般都有一定数量的参数可以设置，以适应不同的测量需求。
首先，可以选择适当的温度单位，如摄氏度或华氏度。
然后，可以设置仪器的测量范围，即仪器所能检测的温度区间。
4. 对准测量目标：将红外线测试仪对准所要测量的目标物体或区域。
通过调整仪器的位置和角度，使得仪器的镜头可以准确地对向目标，以获取最精确的红外辐射信号。
5. 进行测量：在完成准备工作后，就可以开始进行测量了。
按下红外线测试仪上的测量按钮，仪器开始获取红外辐射信号。
根据仪器设置的参数，仪器会即时显示出目标物体或区域的温度信息。
6. 数据记录和分析：在测量完成后，可以选择将所得的数据进行记录和分析。
可以使用红外线测试仪自带的数据存储功能，将数据保存在仪器内部的存储芯片中。
也可以通过连接仪器与电脑，将数据传输到电脑中进行进一步的处理和分析。
7. 清理和维护：在使用红外线测试仪后，要及时进行清理和维护工作，以确保仪器的正常工作和延长其使用寿命。
需要注意的是，红外线测试仪的镜头非常敏感，因此在进行清洁时要特别小心，避免刮伤或弄脏镜头。
8. 注意事项：在使用红外线测试仪时需要注意一些事项，以确保测量的准确性和安全性。
首先，不要盯着红外线测试仪的镜头直接看，以避免眼睛受到红外辐射的损伤。
另外，要避免将红外线测试仪暴露在极端温度下，以免影响仪器的测量精度和寿命。
红外线水平放线仪检定标准
红外线水平放线仪检定标准红外线水平放线仪是一种测量和确定水平线位置的仪器。
为了确保红外线水平放线仪的准确性和可靠性，在使用之前需要进行定期的检定。
下面是红外线水平放线仪检定的标准和相关参考内容。
1. 红外线水平放线仪的基本参数检定：- 示值误差：根据国家标准，红外线水平放线仪的示值误差应在一定范围内。
检定时，将红外线水平放线仪放置在水平放线台上，利用其他准确的水平仪器进行对比测量，比较红外线水平放线仪的示值和参考值的差异，计算示值误差。
- 灵敏度：红外线水平放线仪的灵敏度表示它能够检测到多小的偏差角度。
检定时，通过在水平放线台上放置不同大小的偏差角度，观察红外线水平放线仪是否能够准确检测到这些角度。
- 重复性：红外线水平放线仪的重复性指的是在相同的条件下，多次进行测量是否能够得到相似的结果。
检定时，通过多次测量同一水平线位置，并比较测量结果的差异，确定红外线水平放线仪的重复性。
- 零位漂移：红外线水平放线仪在长时间使用过程中，可能会发生零位漂移，即零位位置发生变化。
检定时，将红外线水平放线仪放置在水平放线台上，观察并记录零位位置的变化。
2. 红外线水平放线仪的功能检定：- 水平度检定：通过将红外线水平放线仪放置在较长的水平线上，观察红外线水平放线仪的示值是否能够指示出水平线的位置。
- 水平线长度检定：通过在不同长度的水平线上使用红外线水平放线仪，观察它能够指示的最大水平线长度。
检定时，将红外线水平放线仪放置在不同长度的水平线上，观察并记录红外线的可见范围。
- 高度差检定：通过在高度差较大的地方使用红外线水平放线仪，观察它能否正确测量出高度差。
3. 红外线水平放线仪的环境适应性检定：- 温度影响：红外线水平放线仪在不同温度下使用时，可能会出现测量误差。
检定时，将红外线水平放线仪放置在不同温度的环境中，并进行测量，观察温度对红外线水平放线仪示值的影响。
- 湿度影响：湿度对红外线水平放线仪的测量精度也会产生一定影响。
红外线测温的发射率参数及工作原理
红外线测温的发射率参数及工作原理红外线测温的发射率参数及工作原理如何设置红外线测温的发射率参数利用红外线测温仪进行温度测量时，必需保证测温仪发射率设置正确，否则会得到不精准的测温结果。
由此可见，对于红外线测温来说，发射率是一个特别紧要的指标。
如何正确设置红外线测温的发射率参数？什么是发射率？发射率是目标表面辐射出的能量与相同温度黑体辐射能量的比值；它是由物体本身的材质决议的，例如，塑料的发射率为0.95,冰的发射率为0.98,玄武岩的发射率为0.7等等。
既然如此，为了获得正确的测量温结果，我们在用红外线测温仪测量温度前；应依据被测目标的材质，来设置正确的发射率参数，如何设置红外线测温仪的发射率参数呢？紧要有三种方法。
1、涂色法。
此种方法紧要是将被目标表面涂成黑色，并将测温仪发射率设置为黑色涂料（或黑色胶布）的发射率0.97（0.93），然后用红外线测温仪测量黑色部位的温度T1；再用红外线测温仪测量与黑色部位靠近部位的表面温度T2,调整红外线测温仪的发射率值，使T2*接近于T1,此时得到的发射率值即为被测目标的发射率。
2、比对法。
找一接触式测温探头，测量被测目标表面的温度，待温度达到稳定后，调整红外线测温仪的发射率；使得红外线测温仪测得的温度值与接触式测温探头测得的温度显示一致，此时的发射率即为被测目标的发射率。
3、查表法。
依据操作手册或相关文档供应的发射率表，依据被测目标的材质，查找相对应的发射率值进行设置。
大家可以依据实际情况，来对红外线测温仪的发射率进行设置，以获得精准的测量结果。
红外测温仪的工作原理红外测温仪技术的进展，其具有使用便利、测量精度高且测量距离远等优点为用户供应了各种功能及用途的仪器。
红外测温仪从原理上来说有便携式测温仪和固定式测温仪两种，因此，在选择合适的红外测温仪用于不同的测量点时；以下的特征将是紧要的：1、瞄准器瞄准器有此作用，测温仪所指的测量块或测量点可以看到，大面积的被测物可以常常不要瞄准器。
红外辐射测量方法与测温技巧
红外辐射测量方法与测温技巧一、引言红外辐射测量是一种非接触式测温技术，具有测量范围广、测量速度快以及不受表面状态影响等优势。
本文将介绍红外辐射测量的基本原理、常用的测量方法以及准确使用红外测温仪的技巧。
二、基本原理1. 红外辐射特性物体在温度高于绝对零度时会发射红外辐射能量，这种辐射能量与物体的温度密切相关。
根据物体折射率差异，可以通过红外辐射测量来间接测量物体的温度。
2. 测温仪工作原理现代红外测温仪一般采用红外探测器来接收物体辐射出的红外辐射能量。
探测器转换这些红外信号为电信号后，再经过处理、放大和转换等步骤，最终通过显示器或记录仪器显示为温度值。
三、常用的红外辐射测量方法1. 点测法点测法是最简单、常用的测量方法。
测温仪将激光瞄准到待测物体的中心，通过记录激光瞄准点的温度值来得到物体的表面温度。
这种方法适用于小面积的目标测量。
2. 面测法面测法适用于面积较大的物体测量。
通过将红外测温仪对准物体表面的一个区域，计算该区域内的平均温度来代表整个物体表面的温度。
此方法要确保测量区域没有明显的温度梯度或变化。
3. 瞄准测温法瞄准测温法是指红外测温仪通过对目标进行连续瞄准，记录每个位置的温度值，并据此绘制出目标表面温度的热图。
这种方法适用于需要获取物体温度分布信息的场景。
四、红外测温技巧1. 确保测量距离合适测量距离过大或过近都会影响测量的准确性，一般来说，测量距离应在目标表面的2-15倍之间。
2. 避免测量干扰避免测量间接热辐射源、遮挡物或其他反射物体的影响，以保证目标温度测量的准确性。
3. 调整红外测温仪的参数根据实际情况，调整红外测温仪的参数，如反射率、红外辐射率等，以确保测量结果更加准确。
4. 考虑环境因素红外测温仪对环境温度和湿度等因素敏感，应尽可能在稳定的环境条件下进行测量。
五、结论红外辐射测量方法与测温技巧在工业、医疗、安防等领域有着广泛的应用。
掌握红外辐射测量的基本原理、常用的测量方法以及技巧，能够提高测量的准确性和可靠性，为相关行业提供更好的服务。
红外线仪器操作说明书
红外线仪器操作说明书一、介绍红外线仪器是一种用于测量和检测物体表面红外辐射的设备。
本操作说明书将详细介绍红外线仪器的使用方法和相关注意事项。
二、安全注意事项在操作红外线仪器前，请务必注意以下安全事项：1. 使用前，必须确保仪器及其附件处于完好无损的状态。
2. 避免将红外线仪器暴露于高温或潮湿环境中，以免损坏仪器。
3. 在使用红外线仪器时，务必佩戴相关个人防护设备，如手套和护目镜。
4. 需要特别注意的是，红外线仪器不适用于测量高强度红外辐射源，以免伤害人体。
5. 在曝光于红外线时，应避免直接注视红外辐射物体，以防伤害眼睛。
三、操作步骤以下是使用红外线仪器的详细操作步骤：1. 准备工作a. 将红外线仪器连接到电源，并确保电源稳定。
b. 仔细阅读红外线仪器的用户手册，了解仪器的各种控制按钮和显示屏符号的含义。
2. 仪器设置a. 打开红外线仪器开关，待仪器启动完成后，进入设置模式。
b. 在仪器设置界面中，选择适当的测量模式和参数，如温度范围和单位等。
3. 目标标定a. 选择要测量的目标物体，并标定其表面温度作为基准。
b. 将红外线仪器对准目标物体，保持一定的距离，并按下测量按钮。
4. 数据测量和记录a. 等待仪器完成测量过程，并在显示屏上获取测量结果。
b. 如需记录数据，可使用红外线仪器提供的数据记录功能或连接到计算机进行数据存储和分析。
5. 仪器维护a. 使用完红外线仪器后，及时关闭仪器电源。
b. 清洁仪器外壳和镜头，保持仪器的清洁和干燥。
c. 定期校准红外线仪器，以确保测量结果的准确性。
四、故障排除如果红外线仪器出现以下问题，可以参考以下故障排除步骤：1. 仪器无法开机：a. 检查仪器是否连接到正常的电源。
b. 检查电源线缆和插头是否损坏。
2. 测量结果异常：a. 检查目标物体表面是否存在干扰物或覆盖物。
b. 检查红外线仪器是否需要校准或更新软件。
3. 仪器无法正常连接到计算机：a. 检查连接线缆和接口是否正确连接。
红外物理(第二版)课件：红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
散作用,不能用于分光,光 栅分光必须利用高级主极大。但是,
由多缝衍射的强度分布知,多缝衍射的零级主极大占 有很大
的一部分光能量,因此可用于分光的高级主极大的光能量较
少,大部分能量将被浪 费。所以,在实际应用中,必须改变通常
光栅的衍射光强度分布,使光强度集中到有用的 那一高光谱
级上。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
为dl,则由几何关系可以写出:
其中,f'2为第二物镜的焦距。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
光谱分辨率也称分辨本领,是指分离相邻两条谱线的能
力。对于某一波长λ,其与相 邻波长λ+dλ 的单色光刚好能分
辨开,则dλ 越小,说明棱镜的光谱分辨能力越高。根据瑞 利判
据,一条谱带的最大刚好与邻近谱带的最小相重叠,则其理论
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
红外辐射测量仪器及
基本辐射参数的测量
7.1 红外辐射测量仪器
7.2 辐射测量系统的标定
7.3 基本辐射量的测量
7.4 红外发射率的测量
7.5 红外反射比的测量
7.6 红外吸收比和透射比的测量
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
7.1 红外辐射测量仪器
7.1.1 单色仪
入射到反射光栅上时,光线 R1比相邻的光线R2超前dsinφ,其中
间距d 通常称为光栅常数;在离开光栅时,R2比R1 超前dsinθ,其
中θ称为衍射角。所以,衍射图样中亮线位置的方向为
该式通常称为光栅方程,其中当入射光与衍射光在 光 栅 法
线 异 侧 时 取 - 号;同 侧 时 取 +号。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
如果采用图7-8所示的在金属平板表面刻制锯齿槽构成
仪器分析红外分光光度法
红外分光光度法的优势与局限性
优势
红外光谱具有高灵敏度、高分辨率和 无损检测等优点，能够提供丰富的化 学结构信息，有助于快速准确地鉴定 和鉴别物质。
局限性
对于一些低浓度的物质，可能需要较 高的检测限；另外，对于一些复杂的 样品或未知物，解析红外光谱可能会 比较困难，需要结合其他分析方法进 行综合判断。
01
采用棱镜作为分束器，能够提供高分辨率和高精度的光谱数据，
但体积较大。
傅里叶变换型红外分光光度计
02
采用干涉仪作为分束器，能够快速扫描并获得连续光谱数据，
具有高灵敏度和高分辨率，体积较小。
光栅型红外分光光度计
03
采用光栅作为分束器，能够提供高精度的光谱数据，但扫描速
度较慢。
04
实验操作流程与注意事项
红外分光光度法的应用领域
有机化合物分析
生物样品分析
红外光谱能够提供有机化合物的官能 团、化学键和分子结构等信息，广泛 应用于有机化合物的定性和定量分析。
在生物领域，红外光谱可以用于研究 生物大分子的结构和功能，如蛋白质、 核酸等。
无机物分析
对于一些无机物，如矿物、金属氧化 物等，红外光谱也可以提供有关其结 构和组成的信息。
数据处理与分析
05 对记录的数据进行处理和分析
，计算样品的浓度、含量等参 数。
结果报告
06 整理实验数据，撰写实验报告
，将结果报告给相关人员。
实验注意事项
样品纯度
仪器保养
操作规范
确保待测样品的纯度， 以减小误差。
定期对仪器进行保养和 维护，确保其正常运转。
严格遵守操作规程，避 免因操作不当导致实验
仪器分析红外分光光度法
• 红外分光光度法简介 • 仪器分析在红外分光光度法中的作用 • 红外分光光度计的组成与工作原理 • 实验操作流程与注意事项 • 案例分析
红外光谱室实验讲义（红外辐射与黑体实验）
三、红外辐射源能量光谱分布测试（一）实验目的1. 了解测量红外辐射源能量光谱分布的意义2. 掌握测量红外辐射源能量光谱分布的方法3. 理解物体的温度与红外辐射能量的关系（二）实验原理红外辐射（俗称红外线）是波长在0.78～1000μm 的一段电磁波谱，是人眼看不见的光线，只有借助于仪器才能探测到并转换成人们可感受的信息，如数字、图像、曲线等。
凡温度在绝对零度以上的物体均能够发出红外辐射，其辐射的峰值波长与物体的温度有确定的关系：T b m =λ 式中 λm ——物体辐射的峰值波长T —— 物体的温度B —— 常数 （2898μm ·K ）此为辐射度学中的维恩位移定律，意为只要物体有温度，则一定有固定波长的辐射，自然界的物体温度如果在-40℃～3000℃（233K ～3273K ）范围，则根据上述公式，峰值辐射波长在0.88～12μm 之间，即人们通常所说的红外波段。
红外光谱仪器能将红外辐射源的辐射能量按波长的分布以曲线的形式给出。
我们可以清楚地看出一个红外辐射源在某个波长的相对辐射能量，进而可以验证维恩位移定律等红外辐射定律，并可以对红外辐射源进行深入的研究。
红外单色器的光学原理图如下图1 红外单色器光学原理图M1反射镜、M2准光镜、M3物镜，M4反射镜、M5 深椭球镜G 平面衍射光栅、S1入射狭缝、S2，S3出射狭缝、T 调制器入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝1S ，1S 位于反射式准光镜2M 的焦面上，通过1S 射入的光束经2M 反射成平行光束投向平面光栅G 上，衍射后的平行光束经物镜3M 成像在2S 上。
（三）、实验仪器红外光栅光谱仪及配套附件；红外光源及驱动电源；电子稳压器；计算机及处理软件；打印机（四）、实验步骤首先按原理图检查各部分连接和摆放位置是否正确，经教师同意后，按下述步骤进行实验：1、打开红外辐射源的电源开关进行预热；2、打开计算机并进入相关程序，选定测量参数（相对强度、能量等），设置扫描波长范围、扫描间隔、幅度范围等参数；3、红外辐射源经预热达到稳定时，开始进行扫描，得到相应曲线；4、储测试结果，打印测试曲线；5、行相关计算，完成实验报告。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图6-6 色散型双光束红外分光光度计结构方框图
20
——红外技术及应用 ❖ 分类：红外分光光度计根据其结构特征可分为单 光束分光光度计和双光束分光光度计两种。
图6-7 红外分光光度计光路图
21
——红外技术及应用 ❖ 典型的双光束电学平衡式红外光谱仪的光学系统， 如图6-8所示。
图6-8 双光束电学平衡式红外光谱仪的光学系统
d m d b cos
（6-4）
7
j=0
8
-6
-4
-2
0
2
4
6
——红外技术及应用 j=0
-6
-4
-2
0
2
4
6
——红外技术及应用
j=0
6
4
2
0
-2
-4
-6
j=0
9
——红外技术及应用
❖ 光栅的分辨本领R也具有式（6-2）的形式，
即
R W d d
（6-5）
❖ 式中W是有效孔径宽度，W=bNcosφ，其中b是一
❖ 组成：由狭缝、准直镜和分光元件按一定排列方式组合而 成。
❖ 应用：单色仪作为独立的仪器使用时，可用于物体的发射、
吸收、反射和透射特性的分光辐射测量和光谱研究，也可
用于各种探测器的光谱响应测量。若把单色仪与其他体系
组合在一起，则可构成各种光谱测量仪器，如红外光谱辐
射计和红外分光光度计等。
4
——红外技术及应用
图6-3 反射式单色仪光路系统略图
11
——红外技术及应用
常见单色仪光学系统
N
M
O
12
——红外技术及应用
13
——红外技术及应用
14Βιβλιοθήκη ——红外技术及应用15
——红外技术及应用
16
——红外技术及应用
17
——红外技术及应用
❖ 2. 光谱辐射计 ❖ 定义和组成：光谱辐射计是在窄光谱区间
测量光谱辐射通量的装置。辐射计是在宽 光谱区间测量辐射通量的装置。
❖
图6-4 辐射计原理
18
——红外技术及应用
❖ 图6-5给出了光谱辐射计的结构示意图。光 谱辐射计主要由两个部分组成：产生窄谱 带辐射的单色仪和测量此辐射通量的辐射 计。
图6-5 光谱辐射计的结构示意图
19
——红外技术及应用
3. 红外分光光度计
❖ 定义和组成：红外分光光度计也称红外光谱仪， 是进行红外光谱测量的基本设备，结构如图6-6所 示。主要由辐射源、单色仪、探测器、电子放大 器和自动记录系统等构成
设备。同时讨论红外辐射基本参数，如发射率、反射 比以及吸收与透射光谱的测量原理和方法。
2
——红外技术及应用
光谱学发展史
• 1、形成阶段：1666年牛顿在研究三棱镜时
发现将太阳光通过三棱镜太阳光分解为七色光。 1814年夫琅和费设计了包括狭缝、棱镜和视窗 的光学系统并发现了太阳光谱中的吸收谱线 （夫琅和费谱线）。
——红外技术及应用
第六章 红外辐射测量仪器及
基本参数测量
1
——红外技术及应用
• 教学目的：使学生了解红外辐射测量中常用的基本仪 器设备及其工作原理，并掌握红外基本辐射量、发射 率、反射比、红外吸收比和透射比的测量方法。
• 学时分配：8 • 重点、难点：掌握红外辐射基本参数． • 教学内容：本章主要介绍红外辐射测量中常用的基本
• 一般的单色仪由入射狭缝、准直物镜、色散元件、 成像物镜及出射狭缝组成。
• 单色仪的种类较多，有通用型和专用型之分。主 要性能指标包括如下内容： ① 工作波段范围 ② 线色散率 ③ 光谱宽度或光谱分辨率 ④ 波长重复性 ⑤ 波长准确度 ⑥ 波长扫描速度 ⑦ 物镜视场角等
5
——红外技术及应用 1、棱镜
R b dn （6-2）
d 6
——红外技术及应用 2、光栅
图6-2 闪耀光栅的横剖面图
❖ 闪耀光栅主极大的位置服从光栅方程式
m b(sin i sin )
（6-3）
❖ m为衍射级次级，m=0，±1，±2，…b为光栅常
数；i为入射角；φ为衍射角。
❖ 将式（6-3）对λ微分即可求出角色散率dφ/dλ为
• 2、研究室和应用阶段：1860年基尔霍夫和
本生为研究金属光谱设计成较完善的现代光谱 仪—光谱学诞生。由于棱镜光谱是非线性的， 人们开始研究光栅光谱仪。
3
——红外技术及应用
6.1 红外辐射测量仪器
1. 单色仪
❖ 定义：单色仪是利用分光元件（棱镜或光栅）从复杂辐射 中获得紫 外、可见和红外光谱且具有一定单色程度光束的仪器。
22
——红外技术及应用
• 4. 傅里叶变换红外光谱仪 • 功能：是使光源发出的光分为两束后造成一定的
光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉 图函数包含了光源的全部频率和强度信息。用计 算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可计算出 原来光源的强度按频率的分布。如果在复合光束 中放置一个能吸收红外辐射的试样，由所测得的 干涉图函数经过傅里叶变换后与未放试样时光源 的强度按频率分布之比值，即可得到试样的吸收 光谱。
23
——红外技术及应用
• 组成：迈克尔逊干涉仪和计算机组成。
傅里叶变换红外光谱仪由以下四部分组成。 • （1）光源 • （2）分束器 • （3）探测器 • （4）数据处理系统
24
——红外技术及应用
图6-9 迈克耳逊干涉仪工作原理
M1
I M2
II BS
D
25
——红外技术及应用
❖ 由傅里叶变换红外光谱仪获得所需光谱， 一般必须遵循如下步骤：
• （1）当干涉仪动镜M1随时间作匀速移动时，记录相应的 信号，测出I(x)值（等间隔取样）；
• （2）由实验测定光程差x=0时的I(0)；
图6-1 棱镜对单色光的折射
❖ 早期的单色仪多采用棱镜作为色散元件．如图6-1
❖ 角色散为 d 2sin A 2 • dn
d 1 n2 sin 2 A 2 1 2 d
（6-1）
❖ 棱镜的材料和形状最终决定了棱镜的分辨本领。 ❖ 分辨本领是指分离开两条邻近谱线的能力。
❖ 则其理论分辨本领R即：
条划线的宽度，N是划线总数，φ是衍射角。将式
（6-4）代入上式得
R mN
（6-6）
❖ 由式（6-6）可知，光栅的分辨本领与划线总数N
和光谱的级数m成正比。
10
——红外技术及应用
❖ 单色仪的工作原理可用图6-3所示的反射式单色仪光路系 统加以说明。来自辐射源的辐射束穿过入射狭缝S1后，经 抛物面准直反射镜M1反射变成平行光束投射到平面反射镜 M2，再被反射进入色散棱镜P，于是被分解为不同折射角 的单色平行光束，经另一抛物面反射镜M3反射，并聚焦于 出射狭缝S2输出。