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红外温度计——精确测量温度的新方法

—— Infra red thermometers – A new way of measuring temperature precisely
作者:赛普拉斯半导体公司Sanjeev Kumar时间:2011-02-23来源:电子产品世界

  广泛用于消费和工业应用。的一些优势包括:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/117165.htm

  ● 响应迅速(ms级别),用户在单位时间周期中能获得更多信息;

  ● 可测量移动、旋转或振动对象的温度;

  ● 可以测量较高的温度(超过1500°C),而接触式温度计难以支持这么高的温度,而且寿命也较短;

  ● 不会发生机械损坏,也不会污染被测量物的表面(如涂漆面、食物、软塑料);

  ● 不会影响测量对象,因而可测量所有对象的温度。此外也适用于导热性较高的物体,这些物体只要受到接触,温度就会改变(如玻璃、木头、小型物体或极薄的物体);

  ● 检测正在制造的实际产品,不是进程的另一部分;

  ● 检测危险或无法接触对象的温度,传统温度计此时是无法使用的;

  ● 其准确度与传统温度计相当。

  的工作原理

  红外温度计的底层技术原理是所有物体都具有放射性,会在频谱上的红外区域出现波长。红外区是人眼可视区域之外的区域(蓝到红,0.4-0.75 um)。由于IR辐射主要由热量生成,因此又称为热辐射。图1显示的是电磁频谱。

  所有物体的辐射都取决于物体的温度。黑色体的光谱辐射特点理论上可用普朗克定律计算。黑色体会吸收照射到其自身之上的所有。普朗克定律给出了波长同黑色体辐射强度关系的函数。图2显示了有关温度的函数关系。

  从图2可以看出,曲线显然不会交叉,这就是说不同波长的辐射强度是温度的严格函数。通过检测辐射强度,我们就能确定物体的温度。温度升高,辐射频谱每个波长上的强度也会增加。这就是说,我们检测其辐射强度就能远程确定物体温度。如果物体温度上升,就会发出暗红光,温度进一步上升,就会转而发出浅红和亮白光。太阳温度为6000 K,人眼所适应看到的太阳辐射就是白光。

  如果被检测的物体温度低于400℃,我们需要的辐射检测器必须能检测出比可见频谱波长大得多的波长。我们需要的检测器要能够对10 µm波长左右的红外区非常敏感(也叫作热辐射区)。目前可用的各种感应器能准确检测和测量3到20µm的红外(IR)波长区。以温差电堆作为感应器的IR温度计通过物体发出的IR辐射检测温度。


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