《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 模擬設(shè)計(jì) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 紅外測(cè)溫槍如此簡(jiǎn)易快速,真的靠譜?

紅外測(cè)溫槍如此簡(jiǎn)易快速,真的靠譜?

2020-02-22
來(lái)源:與非網(wǎng)

  大家對(duì)這種測(cè)溫槍應(yīng)該不陌生了,它的好處其實(shí)也很明了,非接觸式測(cè)溫不會(huì)傳染病毒,快速,便于大規(guī)模應(yīng)用,但是這種簡(jiǎn)易快速方法測(cè)出來(lái)的體溫靠譜嗎?還是要從它的原理開(kāi)始講起。

5e4f512144d9b-thumb.jpg

  為什么是“紅外”?

  我們剛說(shuō)的測(cè)溫槍,基本上是采用紅外測(cè)溫法。為什么會(huì)是“紅外”呢?

  英國(guó)物理學(xué)家 F。 W。 赫胥爾在 1800 年作各色光研究時(shí)發(fā)現(xiàn)了紅外線,當(dāng)時(shí)稱作“不可見(jiàn)之光”,赫胥爾用三棱鏡將太陽(yáng)光分解,并在各色光位置上放上溫度計(jì),結(jié)果發(fā)現(xiàn)位于紅外線位置的溫度計(jì)升溫最快,紅外線熱作用強(qiáng)。之后人們花了一百多年的時(shí)間認(rèn)識(shí)紅外輻射的電磁本質(zhì),了解探索熱輻射的基本規(guī)律,隨著光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)等不斷發(fā)展,紅外技術(shù)也日趨完善,其中紅外測(cè)溫技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,其原理是利用物體表面的紅外輻射來(lái)求得被測(cè)溫度的。

  任何物體只要它的溫度高于絕對(duì)零度(-273 度),就有熱能轉(zhuǎn)變的熱輻射向外部發(fā)射,物體溫度不同,其輻射出的能量不同,且輻射波的波長(zhǎng)也不同,但總是包含著紅外輻射在內(nèi),當(dāng)物體的溫度在千攝氏度以下時(shí),其熱輻射中最強(qiáng)的電磁波是紅外波。

  依據(jù)此原理,紅外測(cè)溫槍基本的測(cè)溫過(guò)程是這樣的:由人體發(fā)射出的能量經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)匯聚到紅外探測(cè)器上,探測(cè)器將入射的輻射轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào),電壓信號(hào)送入接收系統(tǒng)后,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理及曲線自動(dòng)擬合,最后準(zhǔn)確推算出被測(cè)人體溫度,以數(shù)字方式顯示輸出。

  那測(cè)到紅外輻射能量是怎么計(jì)算出物體溫度,它們之間一個(gè)什么樣的關(guān)系呢?

  19 世紀(jì)科學(xué)家斯特藩和玻耳茲曼通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得出了黑體輻射定律:MB(T) = σT4 (σ為常數(shù)),這個(gè)定律告訴我們,單位時(shí)間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能和其本身的熱力學(xué)溫度的 4 次方成正比。

  當(dāng)然實(shí)際物體(非黑體) 的輻射定律一般比較復(fù)雜,需借助于黑體的輻射定律來(lái)研究,主要是受物體的發(fā)射率影響,不同物體的發(fā)射率不同,可通過(guò)查表或?qū)嶒?yàn)得到,紅外測(cè)溫槍可以因物體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、厚度等等所導(dǎo)致的紅外幅射力誤差作出校正,比較準(zhǔn)確地測(cè)出該物體的表面溫度。

  “紅外測(cè)溫槍”靠譜嗎?

  影響測(cè)量結(jié)果的原因是多方面的。

  其一,客觀物理因素:

  由于“黑體輻射定律”是在工作物質(zhì)是理論黑體的情況下演算的,而生活中物質(zhì)因?yàn)椴馁|(zhì)關(guān)系都是屬于不同“純度”的黑體,這個(gè)純度用“發(fā)射率”來(lái)表示。

  理論黑體的發(fā)射率是 1,平時(shí)我們測(cè)溫槍用的大多數(shù)都是 0.95 的發(fā)射率,這適用于生活中大多數(shù)的情況。所以你可以觀察一下,你能見(jiàn)到的測(cè)溫槍顯示屏基本上都會(huì)寫著“0.95”的字樣。

  但這個(gè) 0.95 畢竟是根據(jù)被測(cè)物的材質(zhì)而定的浮動(dòng)值,這是測(cè)溫槍很難絕對(duì)準(zhǔn)確的原因之一。

  其二,污染因素:

  由于信息是通過(guò)電磁輻射(光)傳導(dǎo)的,這不可避免的會(huì)受到煙塵和水蒸氣等外界因素的影響;另外,機(jī)器入射口處的透鏡污染也是干擾項(xiàng)的一環(huán)。

  其三,機(jī)器精度:

  因?yàn)槌杀驹?,我們平時(shí)所用的測(cè)溫槍大多沒(méi)有用更精確的雙色測(cè)溫法技術(shù),內(nèi)部元件的精細(xì)度也參差不齊;再有就是使用時(shí)的距離誤差導(dǎo)致的數(shù)值波動(dòng)了。

  但是,這些有限的缺點(diǎn)還是很難成為我們拒絕測(cè)溫槍的理由。

  現(xiàn)在我們正在使用的紅外測(cè)溫槍,比傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫方式還是優(yōu)秀太多了——響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高,不用接觸被測(cè)物體依然可以有著相對(duì)可靠的準(zhǔn)確度,同時(shí)制作成本低廉,操作起來(lái)也足夠方便。

  所以反過(guò)來(lái)想想,有這么多客觀因素的影響,紅外測(cè)溫槍依然能保證測(cè)量溫度維持在相對(duì)精確的范圍內(nèi),這本身就是一種很厲害的事。它沒(méi)有那么完美,但依然是一種有限范圍內(nèi),可以選擇到的好產(chǎn)品。

  “紅外測(cè)溫槍”的使用注意事項(xiàng)

  1、必須準(zhǔn)確確定被測(cè)物體的發(fā)射率;

  2、避免周圍環(huán)境高溫物體的影響;

  3、對(duì)于透明材料,環(huán)境溫度應(yīng)低于被測(cè)物體溫度;

  4、測(cè)溫儀要垂直對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體表面,在任何情況下,角度都不能超過(guò) 30℃;

  5、能應(yīng)用于光亮的或拋光的金屬表面的測(cè)溫,不能透過(guò)玻璃進(jìn)行測(cè)溫;

  6、正確選擇跟離系數(shù),目標(biāo)直徑必須充滿視場(chǎng);

  7、如果紅外測(cè)溫儀突然處于環(huán)境溫度差為 20℃或更高的情況下,測(cè)量數(shù)據(jù)將不準(zhǔn)確,溫度平衡后再取其測(cè)量的溫度值。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。