第六章 红外辐射测量仪器及基本参数测量.
第6章-辐射测量的基本仪器
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6.1光度导轨
有精确的轴向距离刻度和标尺;
1）可使部件之间轴向相对位置对准,并在其相对移动时保持对准关系;
2）精确确定测量部件之间的轴向距离。
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6.1光度导轨
光度导轨的主要功能:
使两个或多个部件之间轴向的相对位置对准,并在其 相对移动时保持对准关系。
②球内壁是中性均匀漫射面,对各种波长 的入射光线具有相同的漫反射比
③球内没有任何物体,光源也看作只发光 而没有实物的抽象光源
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6.2 积分球
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理想积分球
积分球（光通球或球形光度计）结构: ①内部空的完整球壳,内壁涂白色的漫射层 ②球直径按待测灯尺寸和功率大小而定,直径
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6.2 积分球
图4-7 积分球内任一面元 的直射辐照度
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E2与面元2在球内的 位置无关,即球内任 一面元发出的福通量 在球内各内表面形成 的辐照度值正好等于 该辐射通量除以球的 内表面面积。
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理想积分球
理想积分球的条件:
①积分球的内表面为一完整的几何球面, 半径处处相等
保持轴向对准
光度导轨的特点是其它方法(如加中性密度滤光片 改精变确光地阑确孔定径测等量)部不件能之或间不的能轴精向确距实离现,以的便。用由辐于照在度 光平度方导反轨比上定调律节连的续参、数精是确距地离改变,不某会一改平变面光处源的的辐光照 谱分布(不考虑中间大气的影响),而一般加入光阑 等度很(照难度同)时。做到精确又连续可调。
图6-8 窗的位置及影响
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红外线测量仪使用方法说明书
红外线测量仪使用方法说明书一、引言红外线测量仪是一种常用的测量设备，广泛应用于工业领域和科学实验室中。
本说明书旨在向用户提供红外线测量仪的正确使用方法，帮助用户充分发挥该仪器的性能，确保测量结果的准确性和可靠性。
二、产品概述红外线测量仪是一种能够检测和测量物体表面红外辐射的设备。
它基于红外线辐射的原理，通过测量物体表面的红外辐射强度来获取温度信息。
该仪器采用先进的红外线传感技术，具有测量范围广、响应速度快、操作简便等特点。
三、安全须知1. 在使用红外线测量仪之前，请仔细阅读本说明书，并确保理解和遵守所有的安全须知。
2. 在进行测量操作时，请佩戴适当的个人防护设备，如手套和护目镜，以防止可能的伤害。
3. 将红外线测量仪保持干燥，避免接触水或其他液体。
4. 在存放和携带红外线测量仪时，请避免与尖锐物品或硬物摩擦，以免损坏仪器。
5. 如发现仪器故障或异常情况，请立即停止使用，并与售后服务部门联系。
四、使用方法1. 准备工作a. 确保红外线测量仪已经充电完毕，或已插入新鲜的电池。
b. 打开红外线测量仪的电源开关，等待仪器初始化完成。
c. 将红外线测量仪对准待测物体，确保距离合适。
2. 测量操作a. 确定测量模式：根据测量需要，选择红外线测量仪的合适模式。
通常可以选择单点测量、连续测量或扫描测量等模式。
b. 对准物体：将红外线测量仪对准待测物体的表面，保持一定的距离，通常为10厘米至30厘米之间。
c. 触发测量：按下红外线测量仪上的测量按钮或触摸屏幕上的测量图标，开始进行测量操作。
d. 等待结果：等待红外线测量仪测量完成，显示出测量结果。
一般情况下，仪器会同时显示出温度数值和热像图。
3. 结果解读a. 读取温度数值：查看红外线测量仪显示的温度数值，注意数值的单位和精度。
b. 分析热像图：热像图能够直观地显示物体表面的温度分布情况。
通过分析热像图，可以更好地了解物体的热量分布情况和异常区域。
五、常见问题解答1. 为什么红外线测量仪的测量结果与接触式测温工具的结果有差异？答：红外线测量仪是通过测量物体表面的红外辐射强度来获取温度信息，而接触式测温工具是直接接触物体表面来测量温度的。
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
红外循迹传感器参数测量
红外循迹传感器参数测量红外循迹传感器的主要参数测量包括红外辐射强度、红外辐射频率和红外辐射波长。
红外辐射强度是指红外光在单位面积上的能量密度。
传感器通过测量红外光的能量密度来评估土壤的污染情况。
红外传感器通常使用红外探测器来测量红外辐射强度。
红外辐射频率是指红外光的震动频率。
土壤中的污染物通常会影响红外光的震动频率，因此红外辐射频率可以用来评估土壤的污染程度。
红外循迹传感器通过测量红外光的频率来获取这些信息。
红外辐射波长是指红外光的波长范围。
红外光的波长范围通常在0.75至1000微米之间。
不同的污染物对红外光的吸收程度不同，因此红外辐射波长可以用来评估土壤中污染物的浓度。
红外循迹传感器通过测量红外光的波长来计算土壤中污染物的浓度。
红外循迹传感器的参数测量通常使用光谱分析法。
光谱分析法能够通过测量不同波长光的吸收情况来判断土壤中污染物的浓度。
通过将红外光通过土壤样品，并测量红外光经过土壤后的强度变化，就可以得到土壤中污染物浓度的信息。
红外循迹传感器的测量精度很高，并且可以在不同环境条件下使用。
它可以用于监测土壤中各种污染物的浓度，包括有机物、铅污染、氮污染等。
这些参数的测量结果可以帮助农民、环境保护机构和政府监管部门评估土壤质量，并采取相应的措施进行治理。
总结起来，红外循迹传感器的参数测量包括红外辐射强度、红外辐射频率和红外辐射波长。
这些参数的测量结果可以用来评估土壤的污染程度和污染物的浓度。
红外循迹传感器通过光谱分析法来进行测量，并具有高精度和适应不同环境条件的特点。
它在环境保护和土壤治理方面具有广泛的应用前景。
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。
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——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。 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。
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——红外技术及应用 • 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
4
R
Nd sin
Nd光栅宽度
10
——红外技术及应用 色散范围
当 + 的 K 级主极大与 的 K+1 级主极大重叠
K ( ) ( K 1)
K 级光谱线的色散范围：
G
K
2
d sin
在此光谱范围内, K 级谱线不会与其它级次谱线重合 注意 光栅都在低级次下使用，色散范围大，一般都在几百nm
——红外技术及应用
一、单色仪的特性
色散本领 色分辨本领 色散范围
m
1.棱镜
色散本领
d D d
a
t
单位波长间隔的偏向角差
dn ——棱镜材料的色散率 d 5
在最小偏向角时棱镜的色散：
d m dn 1 dn D ( ) d d m d
——红外技术及应用 色散本领 线色散 2sin 2 f sin d n d l dn 2 2 D , Dl Df d d d 2 2 2 2 1 n sin ( ) 1 n sin ( ) 2 2
2
——红外技术及应用
单色仪概述
• 从复色光源中提取单色光 • 测量复色光源的光谱： 研究目的 — 物质的辐射特性，光与物质的相互 作用，物质的结构（原子分子能级结构），遥远 星体的温度、质量、运动速度和方向。 应用范围 — 采矿、冶金、石油、燃化、机器制 造、纺织、农业、食品、生物、医学、天体与空 间物理（卫星观测）等等。
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-6
-4
-2
0
j=0
2
4
6
——红外技术及应用
-6
-4
j=0
-2
0
2
4
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——红外技术及应用
-6 -4 -2 0
j=0
j=0
2 4 6
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——红外技术及应用
二、常见单色仪光学系统
N
M
O
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——红外技术及应用
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——红外技术及应用
ห้องสมุดไป่ตู้18
——红外技术及应用
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——红外技术及应用
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——红外技术及应用
F-P 干涉仪的使用范围是高级次，色散范围很窄， =10-3 nm
11
——红外技术及应用
光栅与棱镜相比
优点
• 棱镜的工作光谱区受到 材料的限制（光的波长 小于120nm，大于50m时 不能用) • 光栅的角色散率与波长 无关，棱镜的角色散率 与波长有关。 • 棱镜的尺寸越大分辨率 越高，但制造越困难， 同样分辨率的光栅重量 轻，制造容易。
δl f
色分辨本领 光栅色分辨本领
Kf Dl d cos
与 f 相关
R
Δ 分辨极限
差异—两个主极大分开的程度 主极大的重叠程度
光栅方程 + 的 K 级极大 d sin K ( ) 1 d sin ( K ) 的 K 级极大旁第一极小 N
7
——红外技术及应用
2.光栅
色散本领
d sin K
由光栅方程
不同波长的同级主极大分开的角距离 D
K D (rad/ A) d cos
角色散本领
讨 论
d 越小，K 越大，角色散越大 很小，角色散与波长无关
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——红外技术及应用 ◆ 线色散本领 接收屏上光谱分开的线距离 l Dl (mm/ A )
缺点
• 光栅存在光谱重叠问题 而棱镜没有。 • 光栅存在鬼线（由于刻 划误差造成）而棱镜没 有。
12
——红外技术及应用
闪耀光栅
• 平面式光栅的零级谱无色散。但该级却具有最大 的能量。 • 能量集中是单元衍射的结果，大部分能量都集中 在几何像点（衍射的中央主极大，即衍射零级） 上。 • 对于平面光栅，单元衍射零级的位臵与缝间干涉 零级的位臵恰好是重合的。 • 如果让衍射零级偏离干涉零级的位臵，即让单元 衍射的中央零级与j=1，或2，……的光谱重合， 即可解决上述问题。 • 闪耀光栅具有这种能力。
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——红外技术及应用
R KN
N 越大 R 越大
当 + 的 K 级主极大正好位 于的 K 级极大旁第一极小时
Δ
Δ
如：光栅长为5cm，每 mm刻痕为1200条,计算第 一级光谱的R和6000Å附 近分辨极限 ？ R = 6104， = 0.1Å 由光栅方程
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——红外技术及应用
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
常用线色散 Dl 的倒数表仪器的性能 色散范围
棱镜不会产生不同波长谱线重叠现象 棱镜光谱仪的色散范围决定于材料对光谱的吸收
6
——红外技术及应用
色分辨本领
和 + 两束透射 光的偏向角之差m
决定于截面宽度 a 由瑞利判据 m 棱镜色分辨本领
m
a
a
t
m R a
——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
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）。 • 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。