- 已发布 2023年2月10日
- 最后修改 2024年5月8日
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红外线测温仪使用说明,红外线测温仪工作原理和使用方法
什么是红外线测温仪?红外线测温仪原理是什么?您将在我们的红外线测温仪指南中找到答案。

红外线测温仪的历史
人们在19世纪初首次发现辐射,但直到19世纪末,人们才将其命名为红外线。现代红外线测温仪的最初版本于1901年获得专利,但直到20世纪30年代初才出现商用的红外线测温仪。
现代红外线测温仪在千禧年前后越来越普及,从那时起,它们广泛使用于各个方面。

谁发明了红外线测温仪?
红外线测温仪的发明并不是一个人的功劳。我们今天看到的技术和设备经历了多年的稳步发展。参与开发的知名人士包括约翰·塞贝克(Johann Seebeck)、马其顿尼·梅罗尼(Macedoni Melloni)和西奥多·凯斯(Theodore Case)。同时,也有来自军方和像NASA这样的组织的帮助。

红外线测温仪是什么时候发明的?
在整个20世纪,一些国家看中红外技术的潜力,对其进行了投资。虽然早期商用红外线测温仪在20世纪30年代就有了,但是从现在看来,红外线测温仪其实是从20世纪中期才开始开发的。随着红外技术的进步,红外线测温仪也一直在更新换代。
红外线测温仪能够测量什么?
红外线测温仪可用于测量物体表面传输出的红外能量。经过一段时间的处理,物体表面的温度会在屏幕上显示,供用户查看。
红外线测温仪可以在一定距离内测量温度,而不需要与物体直接接触。由此,需要注意的是,红外线测温仪只能测量物体的表面温度,而不能测量物体的内部温度。一些类型的红外线测温仪可以通过补偿外部环境因素(如环境空气温度)实现更精确的读数。
红外线测温仪有什么用途?
接触式测温仪是另一类温度测量设备,它们的关键区别在于接触式测温仪的工作原理是在探头和表面之间建立直接接触。红外线测温仪通常用于那些很难接触的物体。例如移动的、危险的或难以接近的物体。
红外线测温仪有许多用途。以下是可能用到的场景:
- 快速旋转机械
- 难以到达的空调出口处
- 催化转换器和汽车维修
红外线测温仪工作原理是什么?
红外线测温仪是一种被动装置,即它们只对红外信号起作用。测温仪的透镜将入射的红外辐射聚焦到一种叫做热堆的特殊传感器上。热堆再将红外辐射转换成电信号,放大并转换成电压。
红外线测温仪基于普朗克辐射定律的温度方程来计算温度,通过电子处理输出温度读数。有些型号还可以补偿外部因素,比如辐射率和环境温度。温度读数会显示在设备的屏幕上。如果该型号支持数据存储,测温仪会保存读数,供用户在需要时访问。

普朗克辐射定律
马克斯·普朗克是德国物理学家,他基于量子理论提出了电磁辐射的数学表达。1900年发表的普朗克定律,将光谱辐射亮度描述为热平衡中黑体的一部分,还定义了不同频率产生的能量量级。
红外线测温仪使用说明和方法
当使用红外线测温仪时,我们必须要考虑到被观测物体的辐射系数。辐射系数用于衡量物体发射红外能量的能力。这很重要,因为辐射系数与物体的温度息息相关。
辐射系数的范围在0到1.0之间。当辐射系数为0时,代表该物体时像镜子一样的高度反射物体,当辐射系数为1.0时,代表该物体为黑体(电磁辐射理想的辐射体和吸收体,没有反射能力)。例如,大多数有机物、氧化物和带漆表面的辐射率约为0.95。
因此,如果您正在使用反射率高的金属,我们推荐使用可调发射率的红外线测温仪。它能够适应目标材料的辐射系数,以保证能高效和准确地工作。大多数现代红外线测温仪能够手动调整发射率,但建议您需要再三检查您的设备是否支持这一功能。
除了辐射系数,使用红外线测温仪时,我们要考虑的另一个关键问题是视场,即距离系数比。例如,假设设备的距离系数比为12:1,那么在距离物体12米处测量时,目标要完全充满测温仪视场,其最小直径必须达到1米。也就是说,对于直径为1米的待测目标,用该测温仪进行测量时,最远距离不得超过12米,否则被测目标不能充满视场,会对测量结果造成影响。有时,红外线测温仪包括一个小激光器,用户可以看到焦点光斑的中心。另一个型号的红外测温仪拥有多重激光,可以显示全焦点。
如何校准红外线测温仪?
黑体校准器是一种用来校准红外线测温仪的装置,通常由专家在受控条件下用于校准红外线测温仪和认证校准标准。
如果发现红外线测温仪读数不准确,尤其是与已校准的测温仪相比之后发现其不准确的话,需要重新校准。然而,您应该记住,外部因素(如发射率等)会影响读数的准确性。
在校正红外线测温仪时,您需要:
- 了解影响测量精度的外部因素
- 在室温下(最好是22摄氏度左右)进行校准
- 在校准设备之前,先给它一些时间来适应环境
- 快速进行多次测量,避免物体温度波动
红外线测温仪有多精确?
不同的型号、不同制造商的红外线测温仪的精度有所不同,因此,建议查看设备说明书,以了解具体设备的精度。
然而,许多现代红外线测温仪包含有测量误差的说明。从中您可以得知他们的最佳精度,它们也能够补偿设备的错误。其他可能影响读数精度的因素包括被测物体的材质及其相对于测温仪的位置。如上文所说,这里需要考虑的关键因素是物体的发射率和距离系数比。
常见问题解答
如何用红外线测温仪检查催化转换器?
催化转换器是车辆中用于控制废气排放的装置。他们的功能是减少污染物和内燃机产生的有毒气体,催化氧化还原反应,将污染物的毒性降到最低。
知道催化转换器的温度有助于测试和评估装置的效率,而红外线测温仪是这项工作的理想工具。使用红外线测温仪检查催化转换器的步骤如下:
- 发动机应处于工作温度,以获得准确的读数
- 将车辆停在一个安全平坦的位置,之后您可以检查催化转换器。根据车辆的不同,您可能需要一个千斤顶和支撑架
- 如果需要的话,设置红外线测温仪的发射率
- 将测温仪放置得足够近,使焦点范围内只包括催化转换器,而不包括任何影响读数的周围部件
- 用红外线测温仪读取进水管(连接转换器前端的管道)的温度
- 用红外线测温仪读取出水管(连接转换器后方的管道)的温度
记录了这两个读数之后,您就可以开始分析了。催化转换器的最佳工作状态应该是出水管比进水管更热。如果两个读数相似,或者进水管的读数更高,这表明您的催化转换器可能出现故障。
红外线测温仪能测量水温吗
红外线测温仪可以测量水,但是,它们只能测量表面温度,而不能测量液体本身的温度。因为它们是非接触式设备,所以它们无法测量内部温度。
因此,红外线测温仪无法穿过水或其他液体来测量温度。值得注意的是,即使容器的材料是透明的,比如玻璃烧杯,可以透过可见光,红外线测温仪也不能准确地测量水的温度。这样测量的话,测温仪只会读取容器表面的温度,而不会读取容器内液体的温度。