非接触的方法测温及仪表
非接触式测温
式中，ε称为物体A的单色辐射率，或称为单色黑度系数。 它表明了在一定的温度和波长下，物体A的辐射出射度与 相同温度和波长下黑体的辐射出射度之比。 基尔霍夫定律说明，物体的辐射能力与它的吸收能力是相同的
在全波长内，任何物体的全辐射出射度等于单波长的辐射 出射度在全波长内的积分
6.4 非接触式测温
6.4.1 热辐射基本定理 6.4.2 光学高温计 6.4.3 光电高温计 6.4.4 辐射温度计 6.4.5 比色温度计
6.4.1 热辐射基本定理
辐射换热是三种基本的热交换形式之一 波长范围：10-3m～10-8m 在低温时，物体辐射能量很小，主要发射的是 红外线。随着温度的升高，辐射能量急剧增加， 辐射光谱也向短波方向移动，在5000C左右时。 辐射光谱包括了部分可见光；到8000C时可见光 大大增加，即呈现“红热”；如果到30000C时， 辐射光谱包括更多的短波成分，使得物体呈现 “白热”。 辐射测温的基本原理：观察灼热物体表面的 “颜色”来大致判断物体的温度。
光电高温计是在光学高温计测量理论的基础上发 展起来的一种新型测温仪表。它采用新型的光电
器件，自动进行平衡，达到连续测量的目的。
主要特点：
①采用光敏电阻或者光电池作为感受辐射源的敏感元件来 代替人眼的观察； ②采用一参考辐射源与被测物体进行亮度比较，由光敏元 件和电子放大器组成鉴别和调整环节，使参考辐射源在选 定的波长范围内的亮度自动跟踪被测物体的辐射亮度，当 达到平衡时即可得到测量值； ③在平衡式测量方式中，光敏元件只起指零作用，它的特 性如有变化，对测量结果影响较小，参考辐射源选用钨丝 灯泡，能保持较高的稳定性，因此具有较高的精度和连续 测量的特性； ④设计了手动值修正环节，可显示物体的真实温度； ⑤采用新型光敏元件，测量范围宽，约为200～16000C。
非接触式红外测温仪正确使用方法
非接触式红外测温仪正确使用方法非接触式红外测温仪是一种非常方便和有效的工具，可以帮助我们快速测量物体或人体的温度，而无需接触物体表面。
正确使用这种测温仪对于保证准确性和安全性非常重要。
下面是一些使用非接触式红外测温仪的正确方法：1. 准备工作：首先，确保你已经正确安装了红外测温仪的电池或电源，并按照说明书上的指示打开它。
同时，确保测温仪的测量范围和测量距离适合你的需求。
2. 矫正测温仪：在使用红外测温仪之前，你应该将其矫正到一个已知温度的物体上，以确保其准确性。
你可以使用一个温度已知的物体，如一个温度计，将其放在一个稳定的环境中，然后将红外测温仪对准该物体进行测量。
如果测量结果与已知温度接近，那么你可以认为测温仪是准确的。
如果不准确，你可以根据说明书上的指示进行校准。
3. 准备测量：在开始测量之前，确保你已经了解了测量物体的特性和环境条件。
例如，如果你要测量人体温度，你应该知道在什么情况下测量最准确，如在室内、室外或有风的环境下。
同时，确保测温仪的测量距离和角度适合你的需求。
4. 正确操作：在使用红外测温仪时，请确保你对准了测量对象。
将测温仪对准物体或人体的表面，并按下测量按钮。
保持测温仪与物体或人体的距离稳定，并尽量避免干扰物体或人体的表面。
5. 读取结果：测温仪将立即显示测量结果。
请注意，不同的红外测温仪可能有不同的显示方式，如数字显示或色彩显示。
根据你的测温仪类型，阅读并记录所显示的温度值。
6. 注意事项：使用非接触式红外测温仪时，请注意以下事项：- 确保测温仪的镜头清洁，并避免使用在灰尘、油脂或其他污染物表面进行测量。
- 请遵守测温仪的使用和安全指南，以确保使用安全。
- 请避免在有强烈光线或辐射源的环境下使用测温仪，以免干扰测量结果。
- 避免在有风的环境下使用测温仪，以免风速对测量结果产生影响。
正确使用非接触式红外测温仪可以为我们提供准确和方便的温度测量。
通过遵循上述方法和注意事项，我们可以确保测量结果的准确性，并保证使用过程的安全性。
测温仪表分类
测温仪表分类
从测温方式的角度来看大体可以把温度测量分成两类：接触式测温仪表和非接触式测温仪表。
接触式测温仪表在测温过程中测温元件与被
测物体相接触，通过热传递来测量物体温度。
这类温度计结构简单、
可靠性好，测量精度较高。
但是由于测温过程中要通过热传递实现，
所以这类仪表在测温过程中延迟较严重，不适合测量快速变化的温度;同时，接触式测温过程“接触”是测量的关键，所以对于运动物体的
温度测量采用此类方法比较困难;接触式测温要通过热传递实现，会
带来仪表和被测物体间的热量迁移，很容易破坏被测物体的温度场;受测温材料的限制，此类方法不适合高温、腐蚀物体的温度测量。
非
接触式测温仪表和被测物体不接触，通过测量物体的辐射能来判断物
体温度。
因此，这类仪表测量响应快。
测温范围广，不会破坏被测物
体温度场;但由于辐射能在传递过程中受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响较大，使此类仪表的测量误差较大。
接触式测温仪表分类：
1、膨胀式温度计：固体膨胀式温度计、液体膨胀式温度计
2、压力式温度计
3、热电偶温度计
4、电阻式温度计：金属热电阻式温度计、半导体热敏电阻温度计
非接触式测温仪表分类：
1、辐射温度计
2、亮度温度计
3、比色温度计。
工业上常用的温度检测仪表分为两大类：非接触式测温仪表
工业上常用的温度检测仪表分为两大类：非接触式测温仪表（如：辐射式、红外线）。
接触式测温仪表（如：膨胀式、压力式、热电偶、热电阻）。
本文将对实际工作中温度仪表出现的故障进行分析并说明处理办法，详情请看下文。
1热电阻测温计工业热电阻的常见故障是工业热电阻断路和短路。
一般断路更常见，这是因为热电阻丝较细所致。
断路和短路是很容易判断的，可用万用表的“×1Ω”档，如测得的阻值小于R0，则可能有短路的地方；若万用表指示为无穷大，则可判定电阻体已断路。
电阻体短路一般较易处理，只要不影响电阻丝长短和粗细，找到短路处进行吹干，加强绝缘即可。
电阻体断路修理必须要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此以更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊接后要校验合格后才能使用。
热电阻测温系统在运行中常见故障及处理方法如下表：2热电偶测温计正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值，保证产品合格，而且还可节省热电偶的材料消耗，既节省资金又能保证产品质量。
除了补偿导线接反，用错及接线松动引起的常见误差外（处理方法：正确使用补偿导线，紧固接线端子），安装不正确，热导率和时间滞后等误差，它们是热电偶在使用中的主要误差。
2.1.安装不当引入的误差如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。
2.2.绝缘变差而引入的误差如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。
非接触式红外测温仪安全操作及保养规程
非接触式红外测温仪安全操作及保养规程近年来，随着新型冠状病毒疫情的爆发，非接触式红外测温仪成为了人们测量体温的重要工具。
由于使用方便、无需接触、快速、精准等特点，这种测温仪被广泛应用于各个场所，如医院、机场、车站、学校和企事业单位等。
为了保障大众的健康和安全，应该学会如何正确地使用和保养非接触式红外测温仪。
一、使用非接触式红外测温仪的注意事项1.保持稳定在使用非接触式红外测温仪时，需要保持测温仪与被测者保持稳定的距离，一般约为5-15厘米。
在测量过程中，测温仪和被测者之间不要有任何障碍物，影响测量的准确性。
2.准确定位横向准确定位非常重要，保证被测者的额头在测温仪的中央位置。
如果偏离真实位置测量，可能会出现较大误差，影响测量的准确性。
同时，还需要注意垂直方向保持垂直。
3.防止影响在进行测量时，应注意周围环境，避免强光、大风等因素对测量的影响。
此外，非接触式红外测温仪不宜长时间处于高温或低温环境中。
4.正确测量方法正确的测量方法可以通过以下步骤完成：•第一步：开机校准；•第二步：选择摄氏度或华氏度；•第三步：使测温仪与被测物品间距不超过15cm，正对测量的部位；•第四步：按下测量键进行测量；•第五步：将所测得的数值记录下来。
5.无论测出的值高或低，都应准确报出非接触式红外测温仪是精密仪器，正确操作可以确保测量数据准确。
由于各人体体温正常值存在一定差异，因此在人体体温正常范围之外测量到的体温值可能是一种症状，并不代表确诊。
因此，在操作设备时，我们需要准确测量并及时报告值，避免误会。
二、非接触式红外测温仪的保养规程1.设备清洁非接触式红外测温仪经过长时间的使用，会沾上污垢和脏污，影响其正常使用。
因此，我们需要定期对设备进行清洗，以保证测量准确性。
在进行清洗时，可以使用消毒、无菌棉布轻轻擦拭设备的表面。
2.储存环境设备需要储存在干燥、防潮、通风、无腐蚀性气体和腐蚀材料的环境中，并避免受到强烈的振动和冲击。
非接触式测温方法
非接触式测温方法
非接触式测温方法是一种不需要直接接触被测对象的温度测量技术。
常见的非接触式测温方法包括红外测温和热像仪测温。
红外测温利用物体发射红外辐射的特性来测量其表面温度。
红外测温仪通过测量物体发射的红外辐射，并将其转换为温度值。
这种方法适用于测量远距离、高温或不易接触的物体，如熔融金属或高温设备。
热像仪测温则是利用红外辐射成像技术，可以实时显示物体表面的温度分布。
热像仪通过接收和转换红外辐射，将其转化为热像，通过不同颜色或亮度来表示不同温度区域。
这种方法适用于需要全面测量物体表面温度分布的场景，如建筑热失效检测和电力设备维护。
非接触式测温方法具有快速、方便和安全的特点，在许多领域得到广泛应用，如医疗、工业、建筑和环境监测等。
非接触式测温仪原理
非接触式测温仪原理
非接触式测温仪原理，也被称为红外测温仪，采用了红外线辐射测温技术。
其原理是基于物体的热辐射能量，通过测量物体发出的红外辐射来确定物体的表面温度。
红外线是一种电磁辐射，它的波长范围通常在0.7微米到1000微米之间。
根据物体的温度不同，它会发出不同强度和波长的红外辐射。
热辐射能量与物体的温度成正比，即温度升高，发射的辐射能量也会增加。
测温仪中的红外传感器可以探测到物体表面发出的红外辐射，并将其转化为电信号。
这个电信号经过处理后，可以得到物体表面的温度数值。
红外测温仪的工作原理与测量物体的距离有关。
通常，测温仪会使用一个镜头来聚焦红外辐射到一个感光元件上，如热电堆、热电阻或半导体器件。
感光元件接收到红外辐射后，会产生微弱的电信号。
测温仪会把这个电信号转换成温度数值，并在显示屏上显示出来。
非接触式测温仪的主要优点是它可以在不与物体接触的情况下，快速准确地测量物体的温度。
这使得它在许多应用领域中具有重要的作用，例如工业生产、医疗保健、食品安全等。
同时，红外测温仪的使用也更加方便和安全，可以避免了传统接触式测温方法可能带来的交叉感染或伤害的风险。
(完整版)非接触式红外测温仪设计
(完整版)非接触式红外测温仪设计非接触式红外测温仪设计刘成(西北工业大学,理学院，陕西西安)摘要：温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。
但在某些应用领域中,要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求.本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。
红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物.与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。
本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法,提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。
详细介绍了该系统的构成和实现方式,给出了硬件原理图和软件的设计流程图。
该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。
光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号.STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来.关键词： STC89C51单片机,红外测温，LED 显示前言温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位.在工业生产中，我们通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况，而现代的工业设备往往是在高电压、大电流等危险情况下运行的，传统依靠人工接触式检测的方法既浪费时间、人力，又带有一定的危险性，同时对测温仪所采用的材质也有严格的限制。
因此有必要去应用一种新的方式去检测目标系统的温度，确保设备的平稳运行。
针对现代故障检测非接触技术指标的要求，本文讨论了这种非接触红外辐射温度测量技术，这种技术通过测量物体的红外辐射而达到测量物体温度的目的。
本测温仪是基于STC89C51单片机的红外测温仪，首先它是根据实际需要制定的红外测温的性能指标和功能要求，然后由此具体设计出了硬件电路原理图及其相关软件.本论文的第一章简要地介绍了现代测温技术的发展背景、红外辐射测温原理以及本测温仪的总体设计方案；第二章系统地介绍了红外测温仪的硬件设计及其各硬(完整版)非接触式红外测温仪设计件模块的功能与原理图;第三章则概述性的介绍了本红外测温仪的软件设计,以流程图的方式介绍了各个功能的具体实现。
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能量子假设。
普朗克在能量子假说的基础上，利用内 插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波 的瑞利-金斯公式衔接起来， 提出并确立了 一个新的公式：
M b ( , T ) 2hc
3
m
λ
维恩位移定律指出：当绝对黑体的温度升高时， 单色辐出度最大值向短波方向移动。
问题：如何从理论上找到符合实验曲线的函数式 ？
M b ( , T ) f ( , T )
1、维恩经验公式:
M b ( , T ) C1 e
5
C2 T
这个公式与实验曲线短波长处符合得很好， 但在波长很长处与实验曲线相差较大。
: 0 ~ .
温度为T的热辐射体,单 位时间单位面积, 向2立体
角辐射出的所有波长的能量.
ds 1
M 0 (T ) dW M ( , T )d.
0
(3)吸收本领 A(ν,T):
入射到物体上的辐射通量 , 一部分被
物体散射或反射(对透明物体,还会有一部
分透射), 其余的为物体所吸收. 吸收本领定义为:
辐射式高温计通常用来测量高于700摄氏度（用红外技术测 温时，下限可达100摄氏度或更低）的温度。
原 理
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长 的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发 而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的 特征仅与温度有关。
800K
1000K
1200K
1400K
例子：低温火炉辐射能集中在红光。 高温物体辐射能集中在绿、蓝色。
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看 作黑体。在相同的温度下，黑体的吸收本领最大， 因而辐射本领也最大。 研究黑体辐射的规律 是了解一般物体热辐射性 质的基础。因为黑体的单 色幅出度仅与波长和温度 有关，与材料表面情况无 关。它反映了辐射本身的 规律。
黑体模型
因为有:
M b ( , T ) f ( , T, T ) 2 kT c 2c M b ( , T ) 4 kT
或者，
这个公式在波长很长处与实验曲线比较相近， 但在短波区，按此公式， M b ( , T ) 将随波长趋向
于零而趋向无穷大的荒谬结果，即“紫外灾难”。
M b (, T )
1）仪表不会破坏被测介质的温度场。 2）测温上限不会受到感受件材料熔点的限制 3）感受件不必和被测介质达到热平衡，所以仪表的滞 后小，辐射温度计的输出信号大，灵敏度高，准确度高， 因此1990年国际温标（ITS---90）规定，从961.78摄氏 度以上采用单色辐射高温计（光电高温计）作为标准仪 器。
热工测量仪表
——非接触测温方法和仪表
全辐射（黑体）的辐射出射度与其温度有单值函数关系， 因此测量全辐射体的辐射出射度就可知道其温度。
感受件不需与被测介质相接触——非接触式测温——辐射 式高温计。 高温测量中应用最广泛，主要应用行业为冶金、铸造、热 处理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工业生产过程中。
优 点
dW A( , T ) dW
吸收
入射
(4)基尔霍夫定律:
物体的单色辐出度和吸收本领的比值 与物体性质无关。对于所有物体，这个比 值是波长和温度的函数，可表示为:
M ( , T ) f ( , T ). A( , T )
上式是基尔霍夫定律的数学表达式。
f ( , T ) 是与物体性质无关的普适函数.
一、热辐射及相关定律 1、热辐射
热辐射体中原子和分子不发生运动状态变化； 热辐射能量来自物体的热运动； 在任何温度下（不是绝对零度）辐射连续光谱。
发射本领和吸收本领
发射本领（单色辐射出射度）：
是用来描述辐射物体发射能量的能力的物理量。
(1)单色辐射出射度 M ( , T ) :
~ d,
黑体辐射的单色辐出度与物体 热辐射普适函数有相同的形式。 人们研究热辐射，需要找出这个普适函 数的数学形式。研究黑体辐射，就是寻找普 适函数的一个有效途径。
黑体的经典辐射定律
测定黑体辐出度按波长分布实验的实验装置图
T
绝对黑体
平行光管 三棱镜
实验曲线
M ( , T ) ( J cm2 m1 )
4
M 0 (T ) M ( , T )d T
5.67 10 W m K
8 2 4
斯忒藩常数
（2）维恩（Wien)位移定律
M ( , T ) 最大值所对应的波长为
m
峰值波长
维恩位移定律:
M ( , T )
mT b
b 2.89 10 m K
0
1
2
3
4
5
( m)
绝对黑体的辐出度按波长分布曲线
（1）斯忒藩（Stefan)—玻尔兹曼定律
M ( , T ) ~ λ 曲线下的面积等于绝对黑体在一 定温度下的辐射出射度 M 0 (T ) 即：
M 0 (T ) M ( , T )d
0
由实验及理论都可以得到
0
斯忒藩—玻尔兹曼定律
2. 黑体辐射
黑体辐射定律
(1) 黑体 能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射 的物体称绝对黑体，简称黑体.参见下图！
Ab ( , T ) 1.
由基尔霍夫定律，对黑体也应有:
M b ( , T ) M b ( , T ) f ( , T ) Ab ( , T )
能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射 的物体称为绝对黑体。简称黑体
实验值
紫 外 普 灾 朗 难 克 线
维恩线
瑞利--金斯线
o
1
2
3
4
5
6
7
8
/μm
普朗克的量子假说 普朗克公式
维恩公式和瑞利-金斯公式都是用经典物理学
的方法来研究热辐射所得的结果，都与实验结果不
符，明显地暴露了经典物理学的缺陷。黑体辐射实
验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。
为了解决上述困难，普朗克提出了一个著名的
d 1
单色辐出度：温度为T的热辐射体， 单位时间内从物体单位面积向各个 方向发射的、频率在ν～ν+△ν
范围的能量为:
ds 1
其中，
dW M ( , T )d
dW M ( , T ) d
叫做物体在温度为T时，发射频率为ν的单色辐射出射度。
(2)辐射出射度(简称辐出度)MO(T):